Ein Flugkolbenmotor oder atmosphärischer Flugkolbenmotor von Otto und Langen ist ein Motor, bei dem der Kolben über eine Zahnstange und nicht über einen Kurbeltrieb seine Energie weitergibt. In dem stehenden, oben offenen Einzylindermotor fliegt der Kolben nach Ansaugen und Zünden des Gas-Luftgemisches nach oben. Auf diese Weise wird die zerstörerische Wirkung der durch die explosionsartige Verbrennung hervorgerufenen Stöße auf den Antriebsmechanismus umgangen. Erst beim Zurückfallen des Kolbens, ausgelöst durch das Eigengewicht ist die Kolbenstange durch ein Schaltwerk mit der Antriebswelle verbunden, die gewünschte Drehbewegung wird erzeugt.
Entwickelt wurde der Motor, wie der Name auch andeutet, von Nikolaus Otto und Eugen Langen, in der von beiden 1864 gegründeten Firma "N. A. Otto & Cie.".
Auf der Pariser Weltausstellung im Jahre 1867 wurde der Motor erstmals der Öffentlichkeit präsentiert. Diese neue Motorenentwicklung hatte ein Drittel des Kraftstoffverbrauchs der bis dahin bekannten Motoren von Etienne Lenoir. Sie wurde mit einer Goldmedaille ausgezeichnet. Bis zur Markteinführung des Otto-Viertaktmotor im Jahr 1876 wurden von Otto-Langen-Motoren in Deutz und deren Lizenznehmern beinahe 5000 Flugkolbenmotoren gebaut.
Der Flugkolbenmotor ist wegen seiner fehlenden Kurbelwelle eine technische Besonderheit innerhalb der Kolbenmaschinen.