Wyścig samochodowy lub po prostu „wyścig” to forma rywalizacji w sporcie motorowym, gdzie dochodzi do bezpośredniej walki pomiędzy zawodnikami na specjalnie do tego celu przygotowanym obiekcie – torze wyścigowym. Niemal w każdym przypadku tor wyścigowy ma nawierzchnię asfaltową i składa się z kilkukilometrowej pętli, na której znajduje się kilkanaście zakrętów.
W przeciwieństwie do rajdów, gdzie startują dwuosobowe załogi, w wyścigach rywalizacja odbywa się w pojedynkę. W wyścigach długodystansowych, jak choćby w 24-godzinnym wyścigu Le Mans startują trzyosobowe załogi, jednak każdy z zawodników zasiada za kierownicą samochodu w pojedynkę. Kolejną rzeczą odróżniającą rajdy od wyścigów jest schemat rywalizacji – w wyścigach wygrywa zawodnik, który jako pierwszy minie linię mety. Czas całkowity nie ma większego znaczenia.
Stare powiedzenie mówi, że pierwszy wyścig odbył się, gdy na drodze pojawiły się dwa samochody, natomiast historycznie za początek tej formy rywalizacji uważa się wyścig z Paryża do Rouen, który odbył się w lipcu 1894 roku.
Wyścigi samochodowe mają wiele różnych formuł. Najważniejszą z nich są Mistrzostwa Świata Formuły 1 odbywające się od 1950 roku. Istnieją również wyścigi monomarkowe, zwane także pucharami. W Polsce najpopularniejszym w tym względzie jest rozgrywany przez kilkanaście lat Puchar Kia.
Na świecie popularnością cieszą się również wyścigi samochodów turystycznych, w których startują pojazdy wyglądem przypominające auta cywilne, jednak posiadające wiele różnych przeróbek. W zależności od regulaminu każdy wyścig trwa od kilkunastu minut aż do 24 godzin, jak w przypadku wspomnianego Le Mans.