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Un motore V16 è un motore a pistoni a sedici cilindri in cui due banchi di otto cilindri sono disposti in una configurazione a V attorno a un albero motore comune. I motori V16 sono meno comuni dei motori con meno cilindri, come i motori V8 e V12.
Il primo utilizzo di un motore V16 fu nell'aereo sperimentale Antoinette VII del 1910, seguito da diverse auto negli anni '30. Oggi, le applicazioni più comuni per i motori V16 sono locomotive ferroviarie, imbarcazioni marine e generatori di corrente fissi.