Motorul radial are bancurile de cilindri dispuse în cerc în jurul arborelui cotit. Motorul radial tipic are trei până la nouă cilindri și este răcit cu aer. Acest tip de motor este utilizat în principal în aeronave datorită greutății sale ușoare și potențialului extraordinar de cai putere. Motorul radial cu rotire relativ lentă permite motorului să alimenteze o elice fără a utiliza un atașament de reducere a treptei, ceea ce îl face perfect potrivit pentru o aeronavă.
Spre deosebire de motorul rotativ care funcționează de obicei prin rotirea cilindrilor în jurul arborelui cotit, motorul radial funcționează prin rotirea arborelui cotit în interiorul blocului motor. Spre deosebire de un motor de automobile care utilizează un arbore cotit lung pentru blocul său de motor drept lung, motorul radial folosește un arbore cotit scurt în interiorul designului motorului circular sau rotund. De asemenea, toate bielele pistonului se atașează la arborele cotit cu o singură aruncare sau jurnal. O tija de piston este atașată permanent la arborele cotit și este cunoscută ca tija principală. Celelalte tije de piston plutesc liber și se rotesc în jurul arborelui cotit pe rulmenți atașați la știfturi de pe tija principală.
Designul motorului radial a fost folosit exclusiv în bombardierele din Al Doilea Război Mondial și poate fi găsit pe avioanele B-17 și B-25 ale Statelor Unite. Multe țări europene au operat și aeronave echipate cu motoare radiale cu mare succes. În timp ce motorul cu design radial produce cantități mari de cai putere, bombardierul B-17 a folosit patru versiuni radiale supraalimentate, fiecare capabilă să producă 1,200 de cai putere din cei 1,800 de inci cubi (aproximativ 29.5 litri). Avioanele de vânătoare ale epocii operau în principal pe motoare în linie răcite cu lichid datorită capacității de a monta motoarele în panourile caroseriei, ceea ce făcea avioanele mai aerodinamice.
Deși sa bucurat de un mare succes în cel de-al doilea război mondial, motorul radial a fost înlocuit cu modele răcite cu lichid în aproape toate aeronavele până în timpul războiului din Coreea. Progresele în designul motorului, precum și componentele motorului au dus la o greutate mai mică, mai fiabile, centrale electrice răcite cu lichid. Radialul a văzut gloria trecând, iar evoluția l-a făcut un design învechit în doar câțiva ani. Totuși, influențele designului radial pot fi găsite în motoarele moderne de motociclete Harley-Davidson V-twin. Cu cele două tije de piston atașate la arborele cotit pe o singură tijă, motorul Harley-Davidson răcit cu aer funcționează cu multe dintre aceleași modele principale ca și motorul radial.