Es un péptido lineal de 22 aminoácidos con la particularidad de que su secuencia es totalmente diferente a la de cualquier otro péptido gastrointestinal.

Se distribuye en el intestino gracias a las células enterocromafines, siendo particularmente abundante en el intestino delgado proximal. Su liberación depende de un proceso de acidificación por parte del duodeno, mientras que su inhibición se debe a la alcalinización. Así mismo se ha observado que la administración intravenosa de glucosa, aminoácidos y secretina también producen un efecto inhibidor de motilina.

Su función básica es la estimulación de la musculatura lisa gastrointestinal, en concreto ejerciendo un papel en la contracción del músculo liso de la parte superior del tracto gastrointestinal, participando en la iniciación del complejo mioeléctrico en la región antroduodenal y en la contracción del esfínter esofágico inferior durante el ayuno. Así mismo, promueve un rápido vaciamiento gástrico de nutrientes sólidos, retrasando el de líquidos al mismo tiempo que estimula la producción de pepsina.