Dabiskais enerģijas avots - vējš - spēj veikt mehānisku darbu, ko dažādā veidā var izmantot arī cilvēks. Vēja enerģija ir nekaitīga un reģenerējas saules iedarbības rezultātā. Tādēļ nākotnes enerģētiskajās koncepcijās šai iespējai atkal būtu jāvelta lielāka uzmanība.
Vējš rodas saules termiskās iedarbības rezultātā; sasilušais gaiss paceļas augšup, radot samazinātu (zemu) spiedienu. No aukstākiem apgabaliem šeit ieplūst gaiss, kas ir sajūtams kā vējš.
Spiedienu izlīdzināšanās (vējš) veic transporta funkcijas un līdz ar to iegūst svarīgu lomu dabas apritēs. Tas pārvieto mākoņus un ūdens tvaikus un veic nokrišņu sadali ūdens aprites sistēmā. Reģionālas gaisa apmaiņas rezultātā sajaucas dažādas kvalitātes gaiss. Augiem un dzīvniekiem vējš noder kā transportētais, palīgs lidojumā vai gaisa apmainītājs. Vējš ietekmē pat ūdeņu dzīvi, apmaisot to virskārtu, veidojot viļņus un bagātinot ūdeni ar skābekli. Vējš izraisa arī augsnes eroziju un pastiprina iztvaikošanu. Mūsdienās vējš tiek vainots koncentrēto industriālo gāzu, putekļu un siltuma aizpūšanā, jo to izkliedēšanas rezultātā nav iespējama kontrole un vainīgo saukšana pie atbildības. Bieži vien vēja “attīrošā” izkliedēšanas spēja tiek pārvērtēta. Kaitīgo “kravu” tas vienmērīgi sadala virs laukiem un pilsētām, kur tā nosēžas un var radīt bīstamas sekas.
Lielās vēju sistēmas gredzenu veidā aptver zemi starp ekvatoru un poliem: kalnu zona pie ekvatora ir augšupejoša gaisa apgabals ar pastāvīgu rietumu vēju; pasāti, kas nāk no gandrīz bezvējainajiem “zirgu platuma grādiem” (25°-35° ziemeļu un dienvidu platuma) un iet ekvatora virzienā, zemes rotācijas rezultātā novirzās (Koriolisa spēks) (ZA pasāti un DR pasāti); mūsu mērenā klimata zona atrodas rietumu vēju joslā, kas aizpilda zema spiediena ieplakas līdz polārajai frontei.
Par klasiskām tiek uzskatītas holandiešu vējdzirnavas. Šīs ir Vestfāles graudu dzirnavas. Grozāmā galva mūra torņa galā pastāvīgi pagriežas līdzi vējam ar zobu vaiņaga un vēju rozetes palīdzību. Šādas dzirnavas ar gariem, aerodinamiskas formas spārniem, lēnu gaitu un lielu griešanās momentu daļēji darbojas vēl šodien.
Zemei tuvos gaisa slāņos sastopamas atšķirības, ko nosaka topogrāfija, mākoņu veidošanās, virsmas struktūra, augsnes siltumietilpība, dienas un nakts ritms vai saules starojuma intensitāte un siltuma izstarošanās naktī. Labi pazīstamas mazās vēju sistēmas ir zemes - jūras vēji, kā ari kalnu un ieleju vēji, kuri mijas atkarībā no nakts un gadalaiku ritmu radītās siltuma aprites izmaiņām. Aplūkojot sīkāk, katrā topogrāfiskā vienībā ir sava vēju sistēma. Tādas ir arī ļoti mazā mērogā, piemēram, ap laukakmeni.
Vēja iedarbība ir atkarīga no gaisa masas un kustības ātruma (darbs = masa x ātrums kvadrātā). Tā kā gaisa masa ir relatīvi nemainīga, vēja stiprumu mēra pēc gaisa kustības ātruma m/s (arī mezglos -jūras jūdzēs stundā un km/h). Ap 1800. gadu angļu admirālis Boforts (Beaufort) ir izveidojis vēja stipruma skalu, kas paplašinātā veidā ir spēkā vēl šodien.
Augstos gaisa slāņos vēja stiprums galvenokārt ir atkarīgs no līdzās esošo apgabalu spiedienu starpības un no Koriolisa spēka zemes rotācijas dēļ. Sašaurinājumos vēja ātrums palielinās; garas ielejas, upes un taisnas ielas veido vēja kanālus, liekot tam plūst attiecīgajā virzienā. Katrā reģionā ir tādas vietas, kur stipri “velk” vējš. Šeit cilvēki uzturas nelabprāt, toties tās ir piemērotas vēja enerģijas izmantošanai.
Daudzu gadu meteoroloģiskie novērojumi un mērījumi ļāvuši konstatēt vējainus apgabalus un attēlot tos kartē (izoventu karte). Šajā kartē attēloti vidējie lielumi, bet nav nolasāmi maksimumi un minimumi, Kā arī zonālās atšķirības.
Vēja enerģija nav saņemama nepārtraukti. Tomēr kopumā tā ir pastāvīgāka nekā saules enerģija, kas ir pakļauta noteiktam diennakts un gadalaiku ritmam. Vējš pūš ari ziemā, dažās vietās pat vēl stiprāk, tādēļ sezonālas atšķirības ir minimālas.
Slikta vēja īpašība ir brāzmainība, kas negatīvi ietekmē galvenokārt zemes virskārtai tuvās zonas. Vēja iedarbību nekas nevar apturēt, vētras laikā vēja spēks pieaug ļoti strauji un ir ārkārtīgi postošs. Brāzmu spēks 1-2 sekunžu laikā var palielināties sešas reizes, īpaši apdraudētas šādos apstākļos ir vēja spēkstacijas. Jo lielākas ir iekārtas, jo vairāk tās var bojāt vētra. Palielinoties attālumam no zemes virsmas, brāzmainība pakāpeniski samazinās. 150-200 m augstumā tā sasniedz tikai 1/10 daļu no zemes virskārtas tuvumā esošās. Tādēļ arī mazas iekārtas jāuzstāda augstos torņos, kas, protams, atspoguļojas izmaksās.
Vēja ātrums un līdz ar to tā enerģija pieaug, palielinoties augstumam (jo šeit vairs neveidojas vēja virpuli). “Tādēļ vēja dzinēja darbratam ir jāatrodas iespējami augstu. Lai tas sniegtos pāri vismaz virs pieaugušu koku galotnēm, jāizvēlas augstas vietas, kur tos uzstādīt: kalna galā, uz mājas, tornī.