Une éolienne capte l'énergie cinétique du vent et la convertit en un couple qui fait tourner les pales du rotor. Trois facteurs déterminent le rapport entre l'énergie du vent et l'énergie mécanique récupérée par le rotor: la densité de l'air, la surface balayée par le rotor et la vitesse du vent.

La figure à gauche montre ce qui se passe lorsqu'un disque cylindrique d'air, d'un mètre d'épaisseur, traverse la surface de 2.300 m 2 balayée par le rotor d'une éolienne typique de 1.000 kW.

Si le diamètre du rotor est égale à 54 m, un tel disque pèsera en effet 2,8 tonnes, donc 2.300 fois 1,225 kg.

L'énergie cinétique contenue dans un objet en déplacement est proportionnelle à sa masse volumique (ou son poids). Elle dépend donc de la densité de l'air , c.-à.-d. la masse de l'air par unité de volume. Ou autrement dit, plus l'air est dense, plus la partie de l'énergie récupérable par l'éolienne est importante.

A une pression atmosphérique normale et à une température de 15 degrés Celsius, l'air pèse environ 1,225 kg par mètre cube. Cependant, la densité diminue un peu lorsque l'humidité de l'air augmente.

De même, l'air froid est plus dense que l'air chaud, tout comme la densité de l'air est plus faible à des altitudes élevées (dans les montagnes) à cause de la pression atmosphérique plus basse qui y règne.

Comme déjà dit, la surface balayée par le rotor d'une éolienne typique de 1.000 kW est de quelque 2.300 m2, le diamètre du rotor étant d'environ 54 m. L'énergie récupérable par une éolienne dépend en effet de la surface balayée par son rotor.

Etant donné que la surface balayée par le rotor s'accroît avec le carré du diamètre du rotor, un doublement de celui-ci entraînera une récolte de 2 2 = 2 x 2 = quatre fois plus d'énergie. Ce sujet sera étudié plus en détail à la page sur la taille des éoliennes.