旋转油缸的“后半部分”与普通油缸是一样的，活塞也是直线运动，但活塞杆上有外齿，导向套有内齿，活塞杆在伸出时，齿轮啮合，会带动导套（和缸盖）旋转，活塞杆收回时，反向旋转。
因为活塞杆不能伸出油缸之外，行程有限，所以旋转油缸不能多圈转动，转动的角度由活塞行程决定，通常是90度，180度等，所以也常叫做摆动油缸。