Pompa wiatrowa to wiatrak, który pompuje wodę z różnych źródeł wody, w tym z odwiertów. Pompowana woda jest zwykle wykorzystywana do dostarczania czystej wody pitnej, nawadniania pól uprawnych lub nawadniania i karmienia zwierząt gospodarskich. Pompy wiatrowe są również wykorzystywane do odciążania zalanych obszarów od nadmiaru wody oraz do produkcji soli z wody morskiej. Często używane na obszarach wiejskich, suchych i półpustynnych, pompy wiatrowe można zobaczyć w niektórych częściach Argentyny, Afryki Południowej, Azji i Stanów Zjednoczonych.
Początki pompy wiatrowej sięgają końca XIX wieku. Byli ważną częścią rozwoju gospodarczego wielu odległych obszarów w Stanach Zjednoczonych. Postępy w technologii są nadal dokonywane.
Główne typy pomp wiatrakowych to pompy tłokowe, odśrodkowe i mono. Ogólnie jednak pompy wiatrakowe można podzielić na dwa typy: pompę wiatrową o osi poziomej, która jest częściej stosowana, oraz pompę wiatrową o osi pionowej. Jak sugerują nazwy, wał wirnika w osi poziomej pompy wiatrowej biegnie równolegle do podłoża, natomiast w pompie o osi pionowej biegnie prostopadle do podłoża. Typy wirników stosowane w pompach wiatrowych o osi poziomej są zwykle wielołopatowe lub trójłopatowe. Typowe typy wirników pomp wiatrowych o osi pionowej to Panemone i Darrieus.
Wał wirnika pompy wiatrowej o osi poziomej musi być skierowany w kierunku wiatru, a generator musi być zainstalowany na szczycie wieży. Z drugiej strony, pompa wiatrowa o osi pionowej nie wymaga umieszczania pionowego wału wirnika na wietrze, a wirnik może być zainstalowany blisko ziemi. Chociaż koszt utrzymania pomp wiatrowych o osi poziomej jest wysoki, ich sprawność jest zwykle większa niż w przypadku pomp wiatrowych o osi pionowej. Pompy wiatrowe mają łopatkę tylną, która automatycznie odwraca maszynę od kierunku przepływu wiatru, zapobiegając w ten sposób uszkodzeniom spowodowanym dużą prędkością wiatru.
Zasadniczo pompy tłokowe służą do pompowania wody z odwiertu. Aby pompa wiatrowa działała wydajnie, pompa i wirnik powinny współpracować ze sobą. Przepływ wiatru ułatwia obracanie się łopatek wirnika, a moc przekazywana jest na pręty pompy, które są zwykle wykonane ze stali ocynkowanej. Powoduje to, że pompa tłokowa pompuje wodę do zbiornika magazynowego, który może być później rozprowadzony.