Turbinele cu ax orizontal au axul rotorului principal şi generator electric la partea de sus a unui turn, şi trebuie să se poziţioneze în vânt. Turbinele mici sunt poziţionate printr-o simplă paletă de vânt, în timp ce turbinele mari, în general, utilizează un senzor de vânt cuplat cu un motor servo. Cele mai multe au o cutie de viteze, ce convertesc rotaţia lentă a paletelor într-o rotaţie mai rapidă ce este mai adecvata pentru un generator electric.

Deoarece un turn produce turbulenţe în spatele lui, turbina este de regula localizata  în direcţia opusă vântului faţă de turnul său de sprijin. Paletele de turbine sunt rigide pentru a preveni ca ele să fie împinse în turn de vânturile puternice. În plus, paletele se afla la o distanţă considerabilă în faţa turnului şi, deseori, sunt înclinate uşor spre înainte în vânt.
Au fost construite şi turbine în direcţia vântului, în ciuda deficientelor de turbulenţă, deoarece ele nu au nevoie de un mecanism suplimentar pentru păstrarea lor în linie cu vântul, şi deoarece, în vânturile puternice paletelor li se poate permite să fie îndoite, ceea ce diminueaza zona pe care o mătură şi, astfel,  creste si rezistenţa lor la vânt. Datorita faptului ca turbulenţele ciclice pot duce la oboseala structurilor, cele mai multe turbine orizontale sunt proiectate în direcţia opusă vântului.

Astfel exista doua categorii de eoliene cu ax orizontal:

•  Amonte: vântul suflă pe faţa palelor, faţă de direcţia nacelei. Palele sunt rigide, iar rotorul este orientat in directia vantului, folosindu-se un dispozitiv.

Schema eoliena cu ax orizontal amonte

•  Aval: vântul suflă pe spatele palelor, faţă de nacelă. Rotorul este flexibil şi se auto-orientează. (Fig 3.3 )

 Schema eoliena cu ax orizontal aval

Dispunerea amonte a turbinei este cea mai utilizată, deoarece este mai simplă şi are randament bun la puteri mari: nu are suprafeţe de direcţionare, manevrarea este mai usoara si este mult mai stabila.

Palele eolienelor cu ax orizontal necesita intotdeauna sa fie orientate în funcţie de direcţia şi forţa vântului. Pentru aceasta, există dispozitive de orientare a nacelei pe direcţia vântului şi de orientare a palelor, în funcţie de intensitatea acestuia.

În prezent, eolienele cu ax orizontal cu rotorul de tip elice, prezintă cel mai ridicat interes pentru producerea de energie electrică la scară industrială.

Turbine folosite în ferme eoliene pentru producerea comercială a energiei electrice sunt, de obicei, cu trei palete şi sunt poziţionate în vânt de motoare controlate de computer. Acestea au viteze mari de peste 320 de kilometri pe oră (200 mph), au eficienta ridicata, şi riplul cuplului mic, facandu-le astfel foarte fiabile. Paletele sunt colorate, de obicei, gri, şi au o lungime de 20-40 de metri sau mai mult. Turnurile de susţinere sunt din oţel tubular cu inaltimea de  de 60 - 90 de metri. Paletele se rotesc cu 10 - 22 rotaţii pe minut. La 22 de rotaţii pe minut viteza de vârf este mai mare de 91 de metri pe secundă. O cutie de viteze este frecvent utilizată pentru accelerarea vitezei generatorului, deşi se poate utiliza, de asemenea, o conducere directă a unui generator inelar. Unele modele pot fi setate la o viteză constantă, insa poate fi colectata mai multă energie de turbine cu viteză variabilă care utilizează un convertor de putere în stare solidă pentru interfaţa cu sistemul de transmisie. Toate turbinele sunt echipate cu echipamente de protecţie pentru a evita deteriorarea la viteze ale vântului ridicate, prin înclinarea paletelor în vânt care încetineşte rotaţia lor, completate de frâne.