เครื่องยนต์สามสูบเรียง (อังกฤษ: Inline-triple engine) เป็นเครื่องยนต์สันดาปภายในแบบสามกระบอกสูบ โดยที่กระบอกสูบทั้งสามถูกจัดวางเรียงเป็นแถวตรง หรือวางขนานไปกับห้องข้อเหวี่ยง บางครั้งเครื่องยนต์ประเภทนี้มักถูกเรียกย่อว่า I3 โดยทั่วไปมักมีขนาดเครื่องยนต์ไม่เกิน 1.2 ลิตรเครื่องยนต์สามสูบเรียงจัดเป็นเครื่องยนต์ที่มักใช้กับรถจักรยานยนต์ขนาดใหญ่และรถยนต์ขนาดเล็ก ตลอดจนใช้กับรถแทรกเตอร์ในงานเกษตรกรรม เครื่องยนต์สามสูบเรียงขนาดเล็กที่สุดที่เคยใช้สำหรับรถยนต์ เป็นเครื่อง 2 จังหวะขนาด 256 ซีซี ซึ่งใช้ในรถซูซูกิฟรอนเต (Fronte) ปี 1967 ปัญหาของเครื่องยนต์สามสูบเรียงในยุคแรกคือแรงสันสะเทือนเดินไม่เรียบเหมือนเครื่องยนต์สี่สูบ และเป็นปัญหาที่ทำให้เครื่องยนต์สามสูบเรียงไม่ได้รับความนิยมและห่างหายไปจากตลาดรถยนต์ อย่างไรก็ตาม พัฒนาการทางเทคโนโลยีทำให้เครื่องยนต์สามสูบเรียงกลับมามีที่ยืนในตลาดรถยนต์อีกครั้ง อาการสั่นสะท้านลดลงอย่างสัมผัสได้ และกลายเป็นเครื่องยนต์สำหรับรถยนต์อีโคคาร์ที่ประหยัดน้ำมันซูซูกิสวิฟท์แบบพื้นฐานใช้เครื่องยนต์สามสูบเรียงขนาด 993 ซีซี[1] แบบฉีดเชื้อเพลิงจุดเดียว[2] เครื่องยนต์ตัวเดียวกันยังถูกนำไปใช้ในซูซูกิ Wagon R+ แบบฉีดเชื้อเพลิงหลายจุด[3] รถยนต์ไดฮัทสุบางรุ่นก็ใช้เครื่องยนต์สามสูบเรียง เช่น มิร่า เป็นต้น[4] เครือฟ็อลคส์วาเกินก็เป็นอีกหนึ่งเจ้าที่มีการใช้งานเครื่องยนต์สามสูบเรียงร่วมกับเครื่องยนต์ดีเซล มีการนำไปใช้ใน Audi A2, Volkswagen Polo, Volkswagen Up!, Volkswagen Fox, Volkswagen Lupo, SEAT Ibiza, SEAT Córdoba, SEAT Mii, Škoda Citigo และ Škoda Fabiaการใช้เครื่องยนต์สามสูบเรียงในรถจักรยานต์ยนต์ถือว่ามีข้อได้เปรียบมาก เครื่องยนต์สามสูบแคบกว่าเครื่องยนต์สี่สูบเรียง แต่มีแรงสั่นสะเทือนน้อยกว่าเครื่องยนต์สองสูบ รถจักรยานยนต์สำหรับแข่งขันและใช้ประจำวันจำนวนมากนิยมใช้เครื่องยนต์สามสูบเรียงแบบสี่จังหวะเครื่องยนต์สามสูบเรียงแบบทั่วไปมักทำมุมข้อเหวี่ยง 120 องศา[5] ซึ่งทำให้เกิดความสมดุลที่สุดในมวลเคลื่อนที่แบบกลับไปมา อย่างไรก็ตาม ในอดีตเคยมีเครื่องยนต์สามสูบเรียงที่ทำมุมข้อเหวี่ยง 180 องศาเช่นกัน โดยปรากฎในตัวอย่างจักรยานยนต์ยุคแรกของบริษัทผู้ผลิตจักรยานยนต์อิตาลี Laverda