汪克尔发动机结构特点是：气缸是一个扁盒子，内有形空腔，活塞皇扁平三角形,偏心地置于空腔中并滑套在主轴的偏心轴上，两端面与缸体及缸盖平面紧贴;活塞内部的齿圈和与气缸同心且固定在发动机主轴上的齿轮啮合，偏心轴距与内外齿轮的中心距相同，从而构成一对齿数比为3=2的内啮合行星齿轮副。当活塞在气缸内作行星运动时，其三角尖端始终与气缸内腔表面接触，形成三个分隔的空间，三个空间的容积随活塞转动作周期性的变化，活塞转1圈偏心轴转3圈。在缸体周边或侧端面适当位置开有进排气口，另一侧装有火花塞，每个工作室随活塞位置变动而经历进气-压缩-燃烧膨胀-排气四个工作过程，活塞每转1圈三个工作室完成一次四冲程工作循环。

汪克尔发动机的基本结构是在一个椭圆形的空间中，置入一个勒洛三角形形状的转子，转子的三个面将椭圆形空间划分为三个独立的燃烧室。由于转子采偏心运转，因此这些被分隔的独立燃烧室在运转过程中，容积会不断地改变，此型发动机就是利用密闭空间变化的特质来达成四行程运转所需要的进气、压缩、点火与排气过程。

传统四冲程往复式活塞发动机发动机转两圈，各汽缸才完成一次进气、压缩、点火与排气的过程。至于汪克尔发动机，转子内圈齿轮的齿数为51、中心齿轮的齿数为34，51-34=17、17÷51=1/3。转子的三个面同步进行不同的四冲程周期，故第一个面回到原点（也就是转子转一圈）便完成三次四冲程周期。

汪克尔发动机的转子每旋转一圈就作功三次，与一般的四冲程发动机每旋转两圈才作功一次相比，整个发动机只有两个转动部件，跟一般的四冲程往复式发动机具有二十多个活动部件相比，简化的结构使发动机体积缩小、重量减轻，故障率也减少。另外，由于转子发动机的轴向运转特性，它不需要精密的曲轴平衡就能达到较高的运转转速，其转速比往复式发动机上升得快，且具有高马力容积比（发动机容积较小却能输出较多动力）的优点。

转子旋转的圆形运动比往复式活塞发动机的水平直线运动（指连杆、曲轴带动活塞）运行得更平顺，故汪克尔发动机的震动与噪音比较小。汪克尔发动机既然体积不大且运转顺畅，又没有往复式发动机排气门导致的局部高热，所以排放的废气中少有碳氢化合物，这也是优点之一。

再者，汪克尔发动机没有进、排气门为转子进行吸、排气埠的开阖，故不会产生因气门结构引起的机械性损失或失误，即使高转数运作下也能确保正常的启闭。因此以马力而言，汪克尔发动机比往复式活塞发动机占更大的优势。

想提升往复式活塞发动机的输出马力，方法非常简单，但汪克尔发动机则不然。譬如改变往复式活塞发动机凸轮轴的角度或扬程，以变更气门正时或加大重叠角而提升马力；在汪克尔发动机上则可移动或扩张进、排气埠得到同样的效果。但是组装往复式发动机的凸顶活塞提高压缩比，以增加油气混合密度且调整空燃比进而提升马力，这种方式在汪克尔发动机上却办不到。即使加大转子侧边的凹槽尺寸，也不能改变其空气吸入量。换言之，想改造汪克尔发动机本体而增加马力，便必须牺牲低转速扭力换取高转速马力。

此外，点火系统也是汪克尔发动机的弱点之一。因为它的燃烧室会移动运转，爆炸的过程中火焰传播的型态必定不佳，要采用复杂的双点火系统和更强力的电火花，所以点火正时与火花塞的位置非常重要。

因燃烧时间短暂，混合油气的燃烧不完全，使得耗油量比往复式发动机多了约10%。汪克尔发动机在启动与低转速时会排出大量的碳氢化合物，是往复式发动机的二倍。但是加速提高转速后，排出量明显下降，所以一般对汪克尔发动机的空气污染问题都有疑虑。为了解决这个问题，一般会加装热反应器、触媒反应器与后燃器等装置。相对地，由于转子发动机的三个燃烧室并非完全隔离，因此在使用一段时间之后容易因为菱封材料与缸壁磨损而造成漏气问题，大幅增加油耗与污染。

虽然转子发动机具有以小排气量、利用高转速而产生高输出的特性，但由于工作原理与往复式发动机不同，世界各国在制订发动机排气量的税则时，皆是以转子发动机的实际排气量乘以二来作为与往复式发动机之间的比较基准。举例来说，马自达生产的RX-8跑车，实际排气量虽然只有1,308c.c.，但在日本国内却是以2,616c.c.的排气量来作为税级计算的基准。

汪克尔发动机摩托车发动机

1974年后的三年间，德国赫拉克勒斯公司（Hercules GmbH）大量制造了以汪克尔发动机为动力来源的赫拉克勒斯W-2000。他们的汪克尔发动机制造技术与菱封零件后来被英国诺顿摩托车公司（Norton Motorcycles（UK）Ltd）于1980年代初期打造出Commander车款。日本铃木公司亦曾在1974年推出量产的汪克尔发动机机车RE-5，为了发动机散热问题而设计的独特散热片、旋转车钥匙发动时仪表板的外罩会打开。不过因消费者难以接受新式发动机、油耗表现不佳等问题，让这辆销售低迷的机车在1976年寿终正寝。

荷兰的机车进口制造商范文摩托车（Van Veen）曾使用寇摩托公司（Comotor SA）制造的汪克尔发动机，在1976年至1981年间推出OCR 1000机车。2011年购入相关设备、设计图纸、模具等的安德里斯·威灵加（Andries Wielinga）重制了10辆，并公开销售。

汪克尔发动机飞机发动机

世界上第一架实验性汪克尔发动机飞机是美国陆军在1968年至1969年间使用的QT-2侦察机，源自洛克希德公司（Lockheed Corporation）制造的Q-Star。它的发动机来自柯蒂斯-莱特公司RC2-60型汪克尔发动机，可输出185hp的最大马力。

汪克尔发动机也被应用在军用无人驾驶直升机上，譬如美国西科斯基飞机公司（Sikorsky Aircraft）研发的Cypher和Cypher II，使用UEL AR801型汪克尔发动机，最大马力为50hp。Cypher II也曾是美国海军采购无人飞行载具的候选者之一。

汪克尔发动机其他

由于汪克尔发动机体积小巧、构造简单，美国柏克莱加州大学的微机电系统汪克尔发动机研究室已经发展出直径1毫米、排气量0.1 c.c.的汪克尔发动机；组成的材质包括硅和压缩空气。他们最终的目标是开发出一具可以供应100毫瓦特电力的内燃机。

世上最大的汪克尔发动机是1975年至1985年间由美国英格索·兰德（Ingersoll Rand）公司建造供应，单颗转子最大马力550hp、双转子则达1100hp；其转子直径约一米，排气量为41,000c.c.。它起源于柯蒂斯-莱特公司以前失败的设计并加以改良：将发动机转速限制成1,200rpm，且使用天然瓦斯做燃料。这个改进方式很成功，因为这具世界最大的汪克尔发动机被用来驱动天然气输送管线的压缩机。日本扬马柴油发动机公司（Yanmar Diesel Co. Ltd）则使用汪克尔发动机组装在电锯机或小船发动机等。

除了内燃机的使用，最原始的汪克尔发动机原理也可应用在气体压缩机和机械增压器（supercharger）上，以作为内燃机的辅助装置。话说回来，假设以汪克尔式机械增压器加诸在汪克尔发动机上，事实上只是将汪克尔发动机的规模扩大成两倍而已。最有趣的应用实例是梅赛德斯-奔驰和大众汽车将汪克尔发动机的原理使用在座位安全带的预紧装置（pre-tensioner system）上。在这些车款上，当减速感应器侦测到潜在危机时，微量的炸药被电子装置触发爆开致使压缩气体灌入汪克尔发动机里，旋即拉紧座位安全带，使得驾驶者和乘客在意外发生前即被固定在座位上。