Rotacyjny silnik spalinowy jest to rodzaj silnika tłokowego, którego tłoki wykonują ruch obrotowy, poruszając się pod wpływem zmiennych nacisków czynnika roboczego. Cylindry w takim silniku ułożone są w układzie gwiazdowym (na zewnątrz od osi wału). Wał korbowy jest nieruchomy i wokół niego obraca się karter z cylindrami (i tłokami wewnątrz cylindrów). Podobnie do silników suwowych, objętość czynnika roboczego zmienia się okresowo. Zmiana objętości od minimalnej do maksymalnej (odpowiednik skoku tłoka w silnikach stacjonarnych) nazywa się taktem. Pełny takt wykonany jest po obrocie karteru o 180o. Podobnie do silników stacjonarnych wyróżnia się silniki rotacyjne dwutaktowe (dwusuwowe) i czterotaktowe (czterosuwowe). Aby ruch posuwisty wewnątrz tłoka był możliwy, wał korbowy jest wewnątrz karteru mimośrodowy, jak widoczne to jest na zdjęciu poniżej.

„Otwarty" silnik rotacyjny Clerget.
Silniki rotacyjne były lżejsze od silników stacjonarnych o masę chłodnicy, gdyż obracające się z dużą prędkością cylindry chłodziły się wystarczająco poprzez opływ powietrza, zaś silniki stacjonarne wymagały chłodnicy na ciecz. Nie było też przy nich kłopotu ze smarowaniem. Silniki takie jednak miały wyraźnie mniejszą moc i były znacznie bardziej „kapryśne". Silnik rotacyjny pod koniec wojny w najlepszym wypadku dał 234 KM mocy i nie dawał możliwości dalszego rozwoju.
Silniki rotacyjne przeważnie były stosowane po stronie Alianckiej, zaś Niemcy woleli pewniejsze, choć cięższe silniki stacjonarne. Są jednak przypadki u obu stron odchodzenia od tej „zasady".
Duże masy wirujące silnika rotacyjnego powodowały powstawanie momentu pędu, który powodował asymetryczności pilotażowe samolotów. Przede wszystkim maszyny wyposażone w silnik rotacyjny wyraźnie przechylały się na stronę, w którą obracał się silnik.

Pracujący, "otwarty" silnik
rotacyjny. Plik 'mov'.
Pobierz!
Próbowano temu zaradzić montując odchylone od osi samolotu stateczniki, lub odpowiednio ustawiane krawędzie natarcia skrzydeł. Innym rozwiązaniem tego kłopotu był silnik birotacyjny.
Silnik birotacyjny był odmianą silnika rotacyjnego, w której wał korbowy wraz ze śmigłem wirowały w przeciwnym kierunku niż cylindry z tłokami. W ten sposób wirujące w przeciwnych kierunkach masy równoważyły się. Pierwszy taki silnik zaprojektował Polak Henryk Brzeski, który sprzedał patent zakładom Gnome i Siemens w Niemczech. Projekt rozwinięto i tak powstał znany później silnik Siemens-Halske SH.III.