A forma correcta é motoclube, como pode verificar seguindo a hiperligação do Dicionário Priberam da Língua Portuguesa.

É um facto que o número de ocorrências de moto clube na internet é quase o dobro do número de ocorrências de motoclube, mas, se compararmos com outros casos semelhantes também dicionarizados, como aeroclube, cineclube ou videoclube, por exemplo, a forma motoclube é, de facto, a correcta.

Notas

1. As respostas são datadas e escritas segundo a ortografia da norma europeia anterior ao Acordo Ortográfico de 1990.
2. A base do dicionário foi alterada a 1 de Abril de 2009, pelo que as referências em dúvidas anteriores a esta data podem não corresponder ao conteúdo actual.
3. As respostas sobre questões ortográficas são maioritariamente baseadas na norma ortográfica portuguesa de 1945, contendo as respostas mais recentes indicações sobre a ortografia antes e depois do Acordo Ortográfico de 1990.
4. A bibliografia utilizada está disponível aqui.