Bên cạnh công suất, mô-men xoắn là thông số không thể thiếu khi mô tả động cơ. Mô-men xoắn đặc trưng cho khả năng chịu tải tức thời của động cơ.

Mô-men xoắn càng cao thì gia tốc của xe càng nhanh hay nói một cách nôm na là xe càng “bốc”. Đại lượng vật lý này có đơn vị là Nm, và đôi khi sử dụng đơn vị lb/ft. Tại Việt Nam thì đơn vị Nm vẫn được chuộng hơn, đây có lẽ là do trong các hệ thống giáo dục từ phổ thông đến đại học hay sử dụng đơn vị này. Tỉ lệ đổi giữa 2 đơn vị là: 1 lb/ft = 1,356 Nm.

Về lịch sử ra đời của đơn vị mô-men thì phải kể đến thí nghiệm đòn bẩy của nhà bác học Ác xi mét, “lợi bao nhiêu lần về lực thì thiệt bấy nhiêu lần về quãng đường”. Thí nghiệm này đã được ứng dụng một cách linh hoạt vào thực tế, đặc biệt là trong hộp số của ô tô: có nhiều cấp số nhằm phân tải tỉ số truyền. Khi xe muốn gia tốc nhanh thì người lái thường chuyển về cấp số thấp-tăng mô-men xoắn, lúc này sẽ là lợi về lực, nhưng ở cấp số thấp xe không thể đạt tốc độ cao - thiệt về đường đi.

Khi bắt đầu thiết kế một động cơ thì nhà thiết kế luôn phải cân đối giữa công suất và mô-men xoắn tùy theo mục đích. Với 2 động cơ cùng dung tích xilanh, động cơ sử dụng nhiên liệu xăng sẽ có công suất cực đại lớn hơn động cơ diesel, nhưng về giá trị mô-men xoắn cực đại thì ngược lại. Bởi vậy xe tải thường được gắn động cơ diesel, còn xe du lịch thường gắn động cơ xăng.

Động cơ sử dụng nhiên liệu xăng, giá trị mô-men xoắn cực đại chỉ ở 1 vị trí tốc độ vòng quay, ví dụ như động cơ của BMW 530i đạt mô-men xoắn cực đại là 320Nm tại tốc độ vòng quay 2750 vòng/phút. Động cơ sử dụng nhiên liệu diesel thì mô-men xoắn cực đại lại được nằm ở một dải tốc độ vòng quay; như động cơ trên chiếc Hyundai Veracruz 3.0, mô-men xoắn cực đại đạt 450Nm tại dải tốc độ từ 1750-3500 vòng/phút. Đây cũng là một ưu thế của động cơ diesel.