Vjetroturbina je veliki rotirajući uređaj koji pretvara energiju vjetra u mehaničku energiju. Ova mehanička energija se zatim može koristiti za jednostavne mehaničke zadatke, kao što je okretanje velikih kotača za mljevenje žitarica, u kojem se slučaju vjetroturbina naziva vjetrenjača. Također se može koristiti kao izvor električne energije, bilo za obližnju primjenu, ili nakon prijenosa preko visokonaponskih vodova do središnje rasklopne stanice, u kojem slučaju se naziva vjetrogenerator.
Vjetroturbina je stoljećima u upotrebi u obliku vjetrenjače. Mnogi dijelovi svijeta još uvijek intenzivno koriste turbine za mljevenje žitarica i pumpanje vode. Vjetrenjače omogućuju ljudima koji nemaju pristup električnim pumpama da dobiju vodu duboko ispod razine podzemne vode, čime se osigurava pristup čistoj vodi i štiti od bolesti koje se prenose vodom.
Posljednjih godina vjetroturbina kao električni generator počela se koristiti kao značajan izvor proizvodnje električne energije u cijelom svijetu. U globalnom odmaku od energije fosilnih goriva na održivije oblike energije, energija vjetra postala je važan igrač. Relativno je pristupačan, može se koristiti u mnogim različitim regijama svijeta i može biti prilično učinkovit. Iako postoje neke brige za okoliš zbog vjetrogeneratora, one su općenito male, a više od 120 gigavata (GW) električne energije proizvodi se diljem svijeta korištenjem energije vjetra.
Same turbine mogu se podijeliti u dvije različite skupine: vjetroturbine s horizontalnom osom (HAWT) i vjetroturbine s vertikalnom osom (VAWT). Većina turbina koje su ljudi navikli vidjeti su HAWT, temeljene na poznatom dizajnu vjetrenjača. Moderni HAWT su općenito s tri lopatice, na vrhu ogromnih tornjeva kako bi ih doveli na visinu na kojoj je smicanje vjetra mnogo veće.
Većinom HAWT-ova upravljaju računala kako bi se automatski pretvorili u vjetar, kako bi maksimalno iskoristili vjetar koji je prisutan. HAWT-ovi ne zahtijevaju nikakvu vrstu povlačenja, budući da se njihove oštrice uvijek kreću okomito na vjetar. Kao rezultat toga, cijelo vrijeme rotacije generiraju električnu energiju, za razliku od VAWT-ova. Međutim, HAWT-ovi su nevjerojatno skupi za transport, budući da su enormni, a uobičajeno je da se 20% ukupnih troškova potroši samo na prijevoz. Osim toga, njihova visina može ih učiniti estetski neugodnim, a instalacija je težak, skup i dugotrajan proces.
Vjetroturbina s okomitom osom (VAWT) s druge strane ima osovinu rotatora koja strši ravno u zrak, s folijama koje hvataju vjetar i okreću cijelu osovinu. Najčešći tip koji se može vidjeti je vjetroturbina Darrieus, koja otprilike izgleda kao velika mućkalica za jaja. VAWT-ovi zahtijevaju mnogo manju visinu i puno su jeftiniji za transport i instalaciju, te su u stanju proizvoditi električnu energiju s mnogo manjom brzinom vjetra od HAWT-ova. Njihova ukupna učinkovitost je otprilike 50% učinkovitosti HAWT-ova, međutim, a budući da su niže od tla, obično imaju mnogo manje brzine vjetra.
Uz dvije glavne vrste vjetroturbina, koje čine veliku većinu turbina u svijetu, postoji i niz nestandardnih dizajna. To su obično varijacije HAWT-ova ili VAWT-ova, kao što su aerogenerator ili turbina s kanalnim rotorom. Čak su i čudnije varijante, kao što su vjetroturbina s magnetskom levitacijom i vjetroturbina u zraku, također predložene i u nekim slučajevima eksperimentirane. Većina alternativnih dizajna, međutim, još nije doživjela široko komercijalno prihvaćanje.