Silnik rotacyjny jest rodzajem silnika spalinowego o zasadniczo innej konstrukcji niż znacznie powszechniejszy silnik tłokowy. W konwencjonalnym silniku tłokowym sprężona mieszanka paliwowo-powietrzna jest zapalana w zamkniętej komorze przez świecę zapłonową, powodując gwałtowne rozprężenie przegrzanego gazu. Powtarzanie tego cyklu powoduje charakterystyczny ruch tłoków w silniku w górę, który jest zamieniany na ruch obrotowy wykorzystywany do napędzania kół samochodu lub śmigła samolotu lub łodzi.
Silnik obrotowy, wymyślony po raz pierwszy przez niemieckiego inżyniera Felixa Wankla na początku lat 20., składa się z obracającego się trójkątnego elementu osadzonego w owalnej obudowie. Wierzchołki trójkąta uszczelniają obudowę, tworząc trzy izolowane komory, które łącznie pełnią cztery podstawowe funkcje każdego silnika spalinowego – wlot, sprężanie, zapłon i wydech. Gdy trójkąt się obraca, trzy izolowane komory również się obracają, umożliwiając wystawienie określonej objętości na działanie zaworu wlotowego, świecy zapłonowej i portu wydechowego, gdy obracają się one przez wnętrze silnika obrotowego.
W pierwszym etapie mieszanka paliwowo-powietrzna jest wtryskiwana do kieszeni utworzonej pomiędzy krawędzią trójkąta a jego owalną obudową. Trójkąt obraca się wewnątrz silnika obrotowego, aż uszczelka odizoluje objętość paliwa od zaworu wlotowego i wystawi paliwo na świecę zapłonową. Świeca zapłonowa zapala się, zapalając mieszankę paliwowo-powietrzną, która szybko się rozszerza i powoduje obracanie się obracającego się elementu, napędzając wał korbowy. W końcowej fazie rotacji rozprężające się gazy wydostają się przez otwór wylotowy, a objętość znów jest czysta, co pozwala na przyjęcie większej ilości paliwa z otworu wlotowego i powtórzenie całego procesu. Każda z trzech objętości jest alternatywnie wtryskiwana z pełnym paliwem, które jest następnie spalane, a następnie wystawiane na wylot.
Chociaż silnik obrotowy Wankla jest teoretycznie bardziej elegancki niż silnik tłokowy i wymaga mniej ruchomych części, zużycie spowodowane przez wierzchołki trójkąta poruszającego się szybko w obudowie silnika obrotowego okazało się nie do zaakceptowania przez większość firm samochodowych, biorąc pod uwagę tworzenie modeli produkcyjnych. Obecnie Mazda jest jedyną firmą, która nadal sprzedaje samochody z silnikami rotacyjnymi. Zasadniczo pomysł silnika, który zastępuje szarpany ruch góra-dół silnika z tłokami posuwisto-zwrotnymi płynnym ruchem obrotowym, jest całkiem atrakcyjny, ale względy praktyczne nie pozwalały dotychczas na wyparcie silnika konwencjonalnego. Być może wraz z wprowadzeniem nowych materiałów lub spostrzeżeń, silnik obrotowy pewnego dnia stanie się najbardziej znaczącą formą silnika spalinowego.