В роторе в пазах помещены лопатки. Эти лопатки могут перемещаться в пазах в радиальном направлении и поэтому при вращении ротора под действием центробежной силы прижимаются к внутренней поверхности статора. Ось вращения ротора расположена эксцентрично относительно внутренней поверхности статора.
Сжатый воздух поступает через отверстие в пространство между двумя соседними лопатками, производит давление на выступающую часть левой лопатки и заставляет ротор вращаться. Сжатый воздух, поступивший ранее и находящийся между двумя впереди расположенными лопатками, расширяясь, производит давление на лопатки и содействует вращению ротора.
В стенке статора предусмотрены выпускные отверстия, через которые отработавший воздух выходит в атмосферу.
Иногда вместо нескольких отверстий делают общую выпускную щель. В теле ротора предусмотрены каналы, назначение которых уравновесить давление воздуха на торцы лопаток.
Для уменьшения потерь воздуха в двигателе зазоры между торцами ротора и крышками двигателя должны быть минимальными (0,03-0,06 мм). Давление воздуха при работе ротационных двигателей обычно составляет 5-6 кг/см2. Число лопаток, которые обычно изготовляются из текстолита, бывает 4-6 шт. Статор изготовляется из антифрикционного чугуна или стали; твердость внутренней поверхности статора должна быть; ротор делается стальным из стали марки 50. Ротационные двигатели имеют некоторые преимущества перед поршневыми.
Они имеют меньший габарит и меньший вес на единицу мощности по сравнению с поршневыми двигателями. Это очень важно для ручного механизированного инструмента.
Конструкция ротационных двигателей более простая, так как они не имеют золотникового и кривошипно-шатунного устройства.
Ротационные двигатели обеспечивают более спокойную работу, так как вращающиеся массы двигателей хорошо уравновешены.