Yel değirmenleri, su değirmenlerinden çok daha sonra ve herhalde Milâdın 1. binyılının sonunda doğdu. Rüzgârın itmesiyle çalışan bu aygıtlar, özellikle tahıl tanelerini öğütmeye ve yağlı bitkileri ezmeye yarıyordu. Enerji üretmek için rüzgâr gücünden faydalanarak çalışan büyük pervaneli çarklı makineye yel değirmeni denir. Diğer bir ifade ile yel değirmeni, rüzgâr gücünden faydalanılarak içinde buğday veya başka tanelerin öğütüldüğü bir değirmen çeşididir.
Yel değirmenleri Avrupa’ya Doğu’dan gelmiştir. Bu aygıtlar, 1000 yılına doğru İran’da ve biraz daha sonra da Türkiye’de biliniyordu. Nitekim Avrupa’da kurulan ilk yel değirmenlerine «turquois (Türk işi)» adı verilmişti. Araplar da yel değirmenlerini kullandıktan sonra, Güney Avrupa’ya tanıttılar. Öte yandan Haçlılar, 1100 yılına doğru, Normandiya’da ilk değirmenlerin kurulmasına önayak oldular. O zamandan beri, rüzgârla çalışan bu aygıtlar, çoğaldı ve gelişti. İngiltere, Venedik ve Hollanda’da birçok teknik ilerlemeler kazandı. Tümüyle bir eksen etrafında dönen, kanatlarının yüzeyleri birbirinden farklı değirmenler doğdu. Onlara, özellikle 1745 yılından itibaren, İngiliz Edmun Lee sayesinde, kanatları otomatik olarak rüzgârdan yana çevirmeyi sağlayan dümenler takıldı. Türkiye ve Yunanistan’da olduğu gibi, Portekiz ve İspanya’da da, değirmenler fok yelkenleri gibi üçgen biçiminde bezlerle donanmış kanatlar taşırlardı. Hollanda’daki değirmenlerin çoğu, XIII. yüzyıldan beri, polderleri kaplayan suları çekmekte kullanılıyordu.
Günümüzde yel değirmeninin yerini genellikle rüzgâr motoru almıştır. Bu aygıtın değişik hatveli pervanesi, rüzgârın hızına göre döner. Rüzgâr motorları, uzak otlakların suvatlarını besleyen tulumbaları ya da elektrik üreten dinamoları çalıştırır ve ücra bölgelerdeki akümülatörleri doldururlar.
Yel değirmeninin model ve çalışması rüzgâr hızına, yönüne ve yüksekliğine bağlıdır. Rüzgârın saatteki hızı ortalama 29 – 40 km olan yerler yel değirmenleri için uygundur. Saatte 8 km hızı olan hafif rüzgârlar yel değirmenini çalıştıramazlar, güçlü rüzgârlar ve fırtınalar ise yel değirmenini hasara uğratabilirler. Yel değirmenleri genel olarak rüzgârla dönen bazı parçalardan meydana gelir. Başlıca iki çeşidi vardır; yatay eksenli ve dikey eksenli yel değirmenler. Elektrik enerjisi kaynağı olarak kullanılan ilk yel değirmeni 1890 yılında Danimarka’da yapılmıştır. Bu tarihten sonra rüzgârla çalışan değirmenler küçük ev ve çiftliklere elektrik sağlamak için kullanılmıştır. Dünyanın en küçük ve aynı zamanda en gelişmiş ülkelerinden olan Hollanda, yel değirmenleri ile ünlüdür.