直列2気筒（ちょくれつにきとう）とは、レシプロエンジン等のシリンダー配置形式の1つで、2本のシリンダーが1本のクランクシャフトを共有して1列に並んでいる形式のことである。オートバイでは、車体の進行方向に対してクランクシャフトを直交に搭載されるものを並列○気筒、平行に搭載されるものを直列○気筒と呼び分けたりする者もいる。とはいえ明確な言葉の定義や、学術的な取り決めなどが存在するわけではない。自動車用としては各国の小排気量車のほか、初期の日本の軽自動車用に広く用いられた時期があったが、軽自動車の排気量の規格が550ccから660ccになった際に3気筒、4気筒へと移行し姿を消した。しかしその後、2009年の東京モーターショーにてダイハツ工業が2気筒の軽自動車専用直噴ターボエンジンを発表し、また2010年にはフィアット500にダウンサイジングコンセプトの下に開発された「ツインエア」が採用され、更に2015年にはスズキがセレリオに2気筒のAセグメント車専用直噴ディーゼルエンジンなどが採用されるなど、少気筒による熱効率の高さ、および熱損傷率の低さなどの観点から、省燃費なエンジンとして見直されつつある。オートバイ用としても広く用いられた時期があったが、主流が四気筒やV型エンジンに移行したため、採用車両は減少していた。しかし、V型2気筒に比して車体レイアウトの自由度、コスト面では有利であり、最近は大型のエンジンとして採用する車両も増えてきている。直列2気筒エンジンは、クランクの位相によって大きくエンジンの特性が変わるため、クランクの位相角も並べて語られることが多い。4ストロークエンジンは2回転(720度)で1サイクルが完了するので、点火間隔の違いを含めて0～360度のクランク位相角が定義される。ピストンが交互に動くので、360度クランクと異なり一次偶力振動と二次振動が発生する。点火間隔は180° - 540°と大幅な不等間隔になり、排気を集合すると干渉が発生する。しかし排気音に不自然さはなく不等間隔という感触はない。低速から高速まで360度クランクと単気筒の中間的特性になる。360度クランクより高回転向きと言われており、中～大排気量2気筒エンジンの主流が270度クランクに移行した現在でも650cc以下の小～中排気量2気筒エンジンの主流となっている。オートバイで代表的なものは、本田技研工業が製造したドリームCB72スーパースポーツ用エンジンである。同モデルではType1とType2の2種類をラインナップし、同一エンジンながらも前者は180度クランク、後者は360度クランクとし差別化を図った。後年にCB72と同社が同様の商品展開を行ったモデルとしてCB450K0の日本国内仕様、CB125T(180度クランク)とCD125T(360度クランク)が存在する。ピストンが同時に上下する。単気筒と全く同じ回転バランスとなるのでバランサーを追加しないと一次振動が大きい。クランクピンが同軸であるにも関わらず0度でなく360度なのは点火間隔を基準にしている為である。（0度の場合は2気筒同時点火となり、単気筒と同じ回転バランスとなる）点火間隔は等間隔であり排気干渉が無いため、集合マフラーとすることで軽量化、高回転高出力化できる。軽自動車用エンジンとして広く使われた。初代ホンダ・ライフに一次バランサー付きエンジンが採用された後に他社からも模倣したエンジンが登場した。オートバイに搭載されるものでは、かつて英国車が世界を席巻していた頃の主流であり、独特の振動や音を好む者が多く、最近でもカワサキ・W650やトライアンフ・ボンネビル等に採用されている。またBMWはF800シリーズで採用しているが、こちらは360度クランク2気筒が同社の主力のRシリーズの水平対向2気筒と同じ点火間隔となり、エンジンフィーリング事が近くなる事が理由として考えられる。点火間隔がバンク角が90度のV型2気筒エンジンと全く同じになるように設計されており、不等間隔点火によるオートバイでのトラクション性能の改善を狙っている。一方のピストンが死点で停止している時にもう一方のピストンが中間点に位置し、なめらかに回転して停止し難いメリットを、V型2気筒よりも軽量コンパクトな構成で、享受できる。オートバイではヤマハ・TRX850、トライアンフ・スクランブラー、ホンダ・NC、ヤマハ・MT-07等で使われている。近年では700cc以上の中～大排気量オートバイ用直列2気筒エンジンの主流となっている。2ストロークエンジンは1回転(360度)で1サイクルが完了するので、クランク位相角を180度にした場合に点火が等間隔で振動も少ない非常にバランスの良いエンジンになるため、他の位相角はまず用いられない。2ストロークエンジンでの特異な例として、カワサキがKRロードレーサーなどで、横置き単気筒を前後に2つ並べたレイアウトを持つタンデムツインエンジンを採用していた。ただしこれは前後にシリンダーが並ぶ事から直列と呼ばれてはいたが、エンジン単体としては直列（1本のクランクシャフトを共有）ではない。クランクシャフトが2本あるので真の意味での並列といえるが、慣例としてオートバイ業界では横置き直列エンジンの事を並列と呼んでいる（カワサキは現在でも）ので誤解が絶えない。そのため市販レーサーレプリカであるカワサキ・KRシリーズのカタログでは、横置き並列2気筒（タンデムツイン）エンジンのKR250を「直列二気筒」、後継である横置き直列2気筒エンジンのKR-1は逆に「並列二気筒」と記されていた。片山産業がかつて製造していたオリンパス・スーパーツインは、2ストローク直列2気筒エンジンのシリンダーを前方に90度倒した水平並列2気筒という珍しいレイアウトを採用していた。古くは、世界最初の自動車であるキュニョーの砲車が、蒸気機関のシリンダー2つを直列に搭載した直列2気筒エンジンであった。

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