Kompetensi Keahlian Teknik Sepeda Motor (TSM) SMK Muhammadiyah Pakem adalah salah satu kompetensi keahlian Bidang Keahlian Teknologi dan Rekayasa pada Program Keahlian Teknik Otomotif yang menekankan pada perawatan dan perbaikan sepeda motor meliputi mesin, sasis, maupun sistem kelistrikan. Kompetensi Keahlian TSM yang ada di SMK Muhammadiyah Pakem ini merupakan binaan dari PT. Astra Honda Motor yang sudah grade A sehingga sarana dan prasarananya sesuai dengan industri yaitu bengkel resmi Honda AHASS. Selain itu untuk sarana pembelajaran berupa trainer juga didukung penuh oleh PT. Astra Honda Motor. Saat ini Kompetensi Keahlian TSM SMK Muhammadiyah Pakem memiliki 4 laboratorium, yaitu mesin, sasis, kelistrikan, dan laboratorium overhaul mesin sehingga menjadikan kompetensi peserta didik lebih siap ketika menghadapi dunia kerja. Peluang kerja dari Kompetensi Keahlian TSM ini bisa menjadi teknisi sepeda motor, operator pabrik otomotif, modifikator sepeda motor, mekanik balap motor, pengusaha spareparts, manajer bengkel, mekanik alat berat, dan lain-lain.
