En 1967, le 30 mai, la Cosmo Sport était la première Mazda commercialisée avec un moteur rotatif birotor reprenant l'invention de l'ingénieur NSU Felix Wankel. Alors que beaucoup d'autres constructeurs ont abandonné ce type de motorisation, Mazda a persévéré avec les Familia Rotary Coupe, Savanna (également commercialisée sous le nom de RX-3), RX-7 et Eunos Cosmo.

La technologie de Wankel repose sur un principe de base : l'utilisation d'un piston de forme triangulaire. Cette géométrie permet à chaque arête de créer une chambre de combustion distincte dans le stator. Chacune des trois chambres a un volume variant lors de la rotation. Durant laquelle s'effectue trois cycles de quatre temps. Le tout sans utiliser de soupape. Apparu à la fin des années 50, ce type de moteur suscita un vif intérêt. On l'a par exemple retrouvé peu après sur des NSU et des Citroën avant que la plupart des constructeurs ne le délaissent car il y avait trop de défis à relever et de problèmes de fiabilité à résoudre. D'autant que le moteur rotatif demande pas mal de carburant pour fonctionner.

Mazda continua pourtant à développer l'idée de Felix Wankel. Avec, en apothéose, la sportive RX-8, lancée en avril 2003. Celle-ci est propulsée par un moteur rotatif atmosphérique de nouvelle génération, le Renesis, plus compact, plus puissant et plus respectueux de l'environnement. Car il faut bien admettre que le moteur rotatif était particulièrement gourmand en carburant. Aujourd'hui, Mazda poursuit la mise au point du moteur rotatif RE à hydrogène. D'ailleurs, sept exemplaires de la RX-8 Hydrogen RE font l'objet d'un contrat de leasing et roulent tous les jours sur les routes japonaises.