風能是太陽能的一種形式。由於太陽能輻射造成地球各部分受熱不均勻，引起大氣層中壓力不平衡，使空氣在水平方向運動形成風，空氣運動產生的動能就叫風能。太陽能每年給全球的輻射能約有2％轉變為風能，相當於1．14×1016度電力的能量，大約為全世界每年燃燒發電量的3000倍。雖然風能具有儲量大、分布廣、可再生和無汙染等優點，但是風能亦有密度低、能量不穩定和受地形影響等缺點。因此地球上的風能資源不可能全部利用。我國有可利用的風能資源約為2．53×1011瓦，相當於1992年全國發電總裝機容量的1．5倍，平均風能密度為100瓦／平方米。
人類利用風能已有數千年的曆史，埃及、巴比倫和中國等文明古國都是世界上利用風能最早的國家。風帆助航是風能利用最早的形式，直到19世紀，風帆船一直是海上交通運輸的主要工具。風力提水是早期風能利用的主要形式，公元前3600年前後古埃及就使用風車提水、灌溉。12世紀初風車才傳入歐洲，在蒸汽機發明前，風車一直是那裏的一種重要的動力源。有“低窪之國”之稱的荷蘭早就利用風車排水造田、磨麵、榨油和鋸木等，至今還有數以千計的大風車作為文物保存下來，已成為荷蘭的象征。19世紀，當歐洲風車逐漸被蒸汽機取代後，美國卻在開發西部地區時使用了數百萬台金屬製的多葉片現代風車進行提水作業。中國利用風車提水亦有1700多年曆史，直到20世紀中葉，僅江蘇省就還有20餘萬台風車用於灌溉、排澇和製鹽等。
風力發電是近代風能利用的主要形式。19世紀末丹麥開始研製風力發電機（簡稱風力機）但是一直到20世紀60年代，雖然工業化國家陸續製造出一些樣機，但除充電用的小型風力發電機外，都沒有達到商品化的程度。1973年石油危機發生以後，人們認識到煤炭、石油等化石燃料資源有限，終究會消耗始盡，而且燃料燃燒所引起的空氣汙染和溫室效應等環境問題日趨嚴重。為了保護我們賴以生存的地球，大力開發可再生的清潔能源，如風能、太陽能、海洋能等勢在必行。風能利用又重新受到重視，並取得了長足的進步，500千瓦的風力發電機已進入市場，到1993年底全世界風力發電機裝機容量約300萬千瓦，年發電量50億千瓦時。風力發電已具有與常規能源發電競爭的能力。
將風的動能轉化為可利用的其他形式能量（如電能、機械能、熱能等）的機械統稱為風能轉換裝置。風力機是最通用的風能轉換裝置。現代風力機一般由風輪係統、傳動係統、能量轉換係統、保護係統、控製係統和塔架等組成。
風輪係統是風力機的核心部件，包括葉片和輪轂。風輪葉片類似於飛行器——直升機的旋翼，具有空氣動力外形，葉片剖麵有如飛機機翼的翼型。從葉根到葉尖，其扭角和弦長有一定的分布規律。當氣流（風）流經葉片時，將產生升力和阻力。它們的合力在風輪旋轉軸的垂直方向上的分量可以使風輪旋轉，並帶動傳動軸轉動，將風的動能轉換成傳動軸的機械能。
風力機的保護係統和調節係統是保證安全和提高功能的重要部件。風力機調節係統是自動調節風輪運動參數的機構，主要由調向裝置和調速裝置組成。調向裝置的作用是調節風輪旋轉平麵與氣流方向相垂直，使風力機的功率輸出最大。小型風力機常用尾舵調向，當風輪旋轉軸與氣流方向不一致時，作用在尾舵上的空氣動力可使風輪旋轉平麵與氣流方向保持一致。中大型風力機常用伺服電機，在風向標和測速電機的控製下，它可以正反轉動，調整方向。
調速裝置是調節風輪轉速的，在風力機工作風速範圍內起功率調節作用，在高風速時起保護作用。
塔架用於支撐風力機風輪、機艙等部件，將風輪置於一定高度，利用風的剪切效應，使風輪增加輸出功率。例如，在鄉間田野上，如果10米高度處的風速為5米/秒，那麼在20米和30米高度處的風速就可分別達到5．6米/秒和6米/秒。風輪的輸出功率與風速的立方成正比，當一個風輪在5米/秒風速時輸出的功率是100千瓦，而在6米／秒風速時就可達到173千瓦。現代風力機在塔架底部安裝有專門的電子監控係統，使各部件協調運行，並對故障情況進行監測。