Tuulivoimala saa nimensä mukaan energiansa tuulesta eli ilman liikkeestä, joka muutetaan sähköksi tuuliturbiinin avulla. Invertteri muuttaa sähkön käyttöön sopivaan muotoon.
Isossa mittakaavassa tuulisähkö tuotetaan tyypillisesti suurissa tuulipuistoissa, mutta tuulesta satavaa energiaa voidaan hyödyntää itse kulutuspaikoilla kuten asuinkerrostaloissa, pien- ja rivitaloissa, maatiloilla sekä toimisto- ja liikerakennuksissa. Jakeluverkon rinnalla voimalat parantavat energiaomavaraisuutta vähentämällä ostoenergiantarvetta. Niin sanottuja pientuulivoimaloita voidaan käyttää myös sähköakkujen lataamiseen sekä tilojen ja käyttöveden lämmittämiseen.
Energian saantiin vaikuttaa erityisesti käytettävissä olevan tuulen määrä. Voimalat asennetaan mastojen avulla mahdollisimman korkealle jotta tuulen nopeutta saadaan nostettua ja tuotannolle haitallista pyörteisyyttä vähennettyä. Paikkoja joissa tuuli pääsee puhaltamaan tasaisesti ovat avoimet ja esteettömät alueet kuten rannikko ja saaristo, vesistöjen ääret, peltoaukeat ja mereen rajoittuvat pellot sekä suurten mäkien ja vuorten rinteet ja laet. Suomen tuulisimmat alueet löytyvät rannikko- ja tunturialueilta.