تولد توربينات الرياح الكهرباء عندما تدفع حركة الهواء شفراتها فتدير مولدًا كهربائيًا. وتنتج مزارع الرياح الكهرباء من دون حرق وقود أثناء التشغيل، لكن اختيار مواقعها يحتاج إلى دراسة سرعة الرياح وشبكات النقل وتأثيرها في الطيور والمناظر الطبيعية والضوضاء، إضافةً إلى الحاجة إلى تخزين الطاقة أو موازنتها.

زعانف توربينات الرياح العملاقة شفرات ضخمة تستخدم في التوربينات الحديثة لتحويل طاقة الرياح إلى حركة دورانية تولد الكهرباء. كلما زاد طول الزعنفة ازدادت قدرة التوربين على التقاط الرياح وإنتاج الطاقة، لكن ذلك يتطلب مواد خفيفة وقوية وتصميماً دقيقاً يقاوم الإجهاد والاهتزاز والعوامل الجوية. تعكس هذه الزعانف تطور صناعة طاقة الرياح من آلات صغيرة إلى منشآت هندسية هائلة على السواحل والمرتفعات والبحار. وتمثل عنصراً حاسماً في رفع كفاءة الطاقة المتجددة وتقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري.

تعمل توربينات الرياح على تحويل الطاقة الحركية للهواء إلى حركة دورانية في الشفرات، ثم يحول المولد هذه الحركة إلى طاقة كهربائية. وتعتمد كمية الكهرباء الناتجة على سرعة الرياح وحجم التوربين وكفاءته وموقعه، وتُعد طاقة الرياح مصدرًا متجددًا لا يحتاج إلى حرق الوقود أثناء التشغيل، إلا أن إنتاجه يتغير بتغير الأحوال الجوية وقد يتطلب وسائل لتخزين الكهرباء أو موازنته بمصادر أخرى.

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.

تستخدم الطاقة الكهرومائية حركة المياه في الأنهار والسدود لتدوير التوربينات وتوليد الكهرباء، كما تُجرى تجارب لاستغلال الأمواج والمد والجزر والتيارات البحرية. ويمكن لهذه المصادر إنتاج طاقة منخفضة الانبعاثات، لكنها قد تؤثر في الأسماك والرواسب والسواحل والمجتمعات المحلية إذا لم تُخطط بعناية.