Wankel motorunun normal bir motordan çok daha basit bir yapısı vardır. Oval bir gövde içerisinde merkezden kaçık olarak dönen bir rotor (döner piston) (tasarıma göre 2-3-4 rotor da olabilir) ve eksantrik milidir ( eksantrik mili 4 zamanlı motorlarda bulunan krank milinin işini yapmaktadır ).

Wankel motoru, 4 silindirli, 16 supaplı, 2 eksantrikli bir günümüz motoruna göre çok daha az karmaşık hareketli parçaya sahiptir. Rotor bir iç v bir dış dişli yardımı ile motorun ana miline bağlıdır. Motor çalıştığı sürece emme , sıkıştırma , iş ve egzoz zamanları rotorun çevresinde oluşur. Motorun en büyük zorluğu da buradan kaynaklanır. Rotorun etrafının çok çabuk aşınmasından dolayı sıklıkla değiştirilmesi gerekmektedir. Genellikle polimer malzemeden yapılan rotor kenarlarının aşınması sorununu çözebilecek uygun nitelikte bir malzeme halen üretilememiştir.

Wankel motoru dört zaman ilkesine göre çalışmaktadır. Rotorun her bir tam devrinde her haznede dört zamanlı motora göre bir iş meydana gelir. Eksantrik mili bu sırada üç devir dönmüş olur.
Motorun kumandası muhafaza gövdesindeki kanal üzerinden sağlanır. Rotor eksantrik milinin bir kamına yataklandırılmıştır. Muhafaza gövdesinin içinde sabitlenen pinyon dişli rotorun iç tarafına açılmış dişli ile kavraşmış durumdadır. Rotor sabit pinyon dişli üzerinde yuvarlanır. Yuvarlanırken eksantrik mili üzerinde bir döndürme kuvveti oluşturur. Eksantrik milinde oluşan bu dönme hareketi şanzımana iletilir. Su ile soğutmalı motor gövdesinin bir yanında emme ve egzoz kanalları karşı tarafında ateşleme bujileri yer alır.