تستخدم محطات توليد الكهرباء توربينات كبيرة لتدوير المولدات، ويمكن تحريك هذه التوربينات بالبخار أو الماء أو الرياح أو الغازات الساخنة. وفي المحطات الحرارية يُنتج البخار بتسخين الماء باستخدام الفحم أو النفط أو الغاز أو حرارة الانشطار النووي، ثم يندفع البخار على ريش التوربين فيديرها ويشغل المولد المتصل بها.

تنتج المولدات الكهربائية في محطات الطاقة التيار الكهربائي بتحويل أشكال مختلفة من الطاقة إلى طاقة كهربائية، وقد تعتمد المحطة على الفحم أو الغاز أو الوقود النووي أو حركة المياه. وتختلف طريقة تشغيل المولد باختلاف المصدر، إلا أن المبدأ العام يقوم على تدوير جزء ميكانيكي داخل مجال مغناطيسي، فتتولد الكهرباء التي تُجهز لاحقًا للنقل إلى أماكن الاستهلاك.

تستخدم بعض المولدات المحمولة محركات احتراق داخلي، مثل محركات البنزين أو الديزل، لتوفير الطاقة الميكانيكية اللازمة لتدوير المولد وإنتاج الكهرباء في الأماكن التي لا تتوافر فيها شبكة كهربائية. كما تعتمد بعض القطارات العاملة بالديزل والكهرباء على هذا المبدأ، إذ يشغل محرك الديزل مولدًا كهربائيًا يغذي المحركات الكهربائية التي تدير عجلات القطار.

تعتمد معظم محطات توليد الكهرباء على تدوير توربينات ضخمة متصلة بمولدات كهربائية. وفي المحطات الحرارية والنووية يُستخدم البخار الناتج عن تسخين الماء لتدوير التوربينات، بينما تعتمد المحطات الكهرومائية على اندفاع المياه، وتعتمد محطات الرياح على حركة الهواء، كما تستغل بعض المحطات حركة المد والجزر لتدوير التوربينات وإنتاج الكهرباء.

كانت بعض محطات توليد الكهرباء القديمة تُهدر جزءًا من الطاقة على شكل حرارة وبخار يخرجان إلى الجو، بينما تستفيد المحطات الحديثة من جزء من هذه الحرارة في تدفئة المباني أو تشغيل عمليات صناعية، مما يرفع الكفاءة العامة ويقلل كمية الوقود المطلوبة لإنتاج الطاقة.