Принцип работы любой электростанции заключается в использовании энергии вращения вала генератора. В движение вал может приводиться энергией от сгорания различных видов топлива или внешней энергией. Так, атомные электростанции делятся на станции, получающие энергию от реакции деления и станции, получающие энергию от реакции синтеза (существуют пока в виде теории). Электростанции, работающие от источника энергии в виде органического топлива, в узком смысле называются ТЭС – тепловые электростанции. Они бывают газовые, жидкотопливные и твердотопливные. Так, газовые электростанции работают на природном газе. Но есть и газоэлектростанции, использующие рудничный (метан угольных пластов), болотный газ, биогаз (газ, полученный в результате метанового брожения биомассы) и лэндфилл газ (газ, полученный из органических отходов, который выделяет мусор). Жидкотопливные электростанции используют энергию от сгорания бензина (бензиновые генераторы) и дизельного топлива (дизельные). К твердтопливным электростанциям относятся электростанции, использующие энергию сгорания угля и торфа.
Электростанции, использующие воду в качестве источника энергии, называются ГЭС - гидроэлектрические станции. Ими может использоваться энергия падающей воды, энергия прилива и волн, а также явление осмоса.
Также в качестве источника энергии для приведения в движение вала генератора используется энергия ветра, геотермальных источников, Солнца, и энергии, выделяемой при химических реакциях.