O design destes moinhos adapta-se perfeitamente ao ambiente físico do local onde foram concebidos, a Holanda. A parte inferior, o pedestal, costumava ser construída com troncos de árvores ou tijolos, configuração extremamente estável que reduz a pressão exercida sobre o solo, evitando cimentar individualmente o suporte das nervuras que compõem a estrutura. A construção em madeira reflecte a tradição de uma zona onde a pedra é escassa, proporcionando leveza à estrutura (característica fundamental no terreno pantanoso onde estavam instaladas) e resistência adequada às cargas mecânicas geradas pelo movimento das lâminas e pela rotação do piso superior. Ao mesmo tempo, a estrutura de madeira simplifica muito a montagem dos mecanismos do moinho (também de madeira), utilizando ferragens simples.[6]​.

A forma poligonal em planta é um engenhoso compromisso entre a adopção de uma secção circular (minimizando a resistência ao vento da torre) e a facilitação da construção das paredes através de tábuas planas colocadas horizontalmente entre as nervuras de madeira dispostas nos vértices do polígono. Além disso, quanto maior for o número de lados do polígono, mais simples será inserir no edifício o anel circular sobre o qual gira a secção superior.

A configuração do alçado do moinho responde também a questões funcionais, combinando uma base muito larga (necessária para garantir a sua estabilidade face ao tombamento) com um fuste cada vez mais fino à medida que sobe, minimizando o obstáculo colocado pelo corpo do edifício à passagem do ar pelas pás. Esta redução na largura do topo também é motivada pela necessidade de minimizar o peso do telhado do moinho (e, portanto, o seu tamanho), fazendo-o girar mais facilmente.[6]​.

Os mecanismos (rodas dentadas, eixos, polias...), à semelhança do que acontecia nos grandes navios da época, eram feitos de madeira com reforços de ferro. As pás (normalmente 4, embora sejam conhecidos outros arranjos, como o do famoso Chimney Mill desenhado na Inglaterra pelo engenheiro John Smeaton, que tinha 5 pás) eram geralmente constituídas por uma estrutura de madeira resistente e leve, coberta com lona grossa (às vezes chamada de "velas") para coletar o vento.

Outro elemento fundamental são as longarinas exteriores de madeira, que permitem orientar as pás na direção do vento. Numa primeira fase, quando a altura das torres já não permitia gerir a orientação da cobertura com o sistema de longarinas a partir do solo, recorreu-se à solução de adicionar uma galeria perimetral ao moinho a meia altura para poder geri-las. Mais tarde, um sistema de lâminas auxiliares (rosa dos ventos) foi inventado para orientar automaticamente o moinho de vento em direção ao vento. A cabeça móvel do moinho (tampa ou castelo), onde está inserido o eixo das lâminas, gira sobre um anel metálico plano por meio de rodas (originalmente de madeira e posteriormente de aço), embora nos modelos mais primitivos a rotação fosse conseguida pelo deslizamento de dois anéis de madeira polida lubrificados com sabão.

Os maiores moinhos de farinha possuíam numerosos níveis interiores, que albergavam tanto os mecanismos de moagem como as diferentes salas dedicadas ao armazenamento de cereais e farinha, incluindo em muitos casos uma casa para o moleiro. De acordo com o gráfico à direita, uma distribuição típica consistia nas seguintes partes:.

Os pisos abaixo da galeria muitas vezes diferem, dependendo do tipo de moinho e do número de pisos, e constituem a subestrutura. Quando possuem galeria, muitas vezes é contabilizado apenas o número de andares localizados abaixo, o que não corresponde ao número real de andares. Além das vantagens estáticas em relação aos moinhos de arquitetura mais antiga, este projeto implicou mais espaço no edifício para acomodar outras máquinas e permitiu que as pás fossem colocadas mais elevadas, aumentando a sua eficiência energética. A força era transmitida do eixo das pás por meio de uma roda dentada em “pente”, engrenada com outra roda presa a um eixo vertical de rotação. Este trem de força principal permitiu que todos os tipos de máquinas fossem conectados. Os moinhos projetados para desidratar o pólder usavam um parafuso de Arquimedes para elevar a água do solo até os canais de drenagem. Também poderiam funcionar como serrarias, acrescentando virabrequins laterais ao eixo central, convertendo o movimento rotativo em um movimento alternativo vertical aplicado às lâminas da serra.

Lâminas no chão:.

Com tomada:.

Do monte:.

Com adega:.

Com galeria:.

Com torre:.

Formulários mistos:.

Existem numerosos exemplares preservados na Europa continental, especialmente nos Países Baixos, norte da Alemanha e Dinamarca, bem como em Inglaterra, particularmente no condado de Kent.

A Holanda tem mais de 1.200 usinas listadas (ver Lista de usinas na Holanda).

A invenção do moinho holandês com os seus elementos característicos é atribuída ao engenheiro holandês Jan Adriaanszoon Leeghwater (1575-1650), que introduziu a tampa rotativa que permitia orientar apenas a parte superior do moinho em direção ao vento. Este projeto é o culminar de uma série de invenções anteriores destinadas a melhorar a eficiência dos moinhos de vento, que são conhecidos por terem sido usados ​​na Holanda desde pelo menos 1408 para desidratar pólderes.[2]​.

Uma primeira ideia para orientar o moinho ao vento, a fim de melhorar a sua eficiência, consistiu em dispor todo o sistema de moagem dentro de uma caixa de madeira, que pode ser girada em torno de um pivô. O desenvolvimento do sistema de engrenagens por Jan Adriaanszoon permitiu que apenas a tampa, em vez de todo o moinho, fosse girada. Outra ideia original foi colocar o moinho sobre um pequeno monte artificial, para que a sua maior altura em relação ao solo lhe permitisse captar mais vento. As altas torres de madeira dos moinhos do século tornaram este recurso desnecessário.[6]​.

Por volta de 1617, o cientista holandês Simon Stevin (1548-1620), versado na dinâmica e estática da água, publicou um tratado sobre moinhos, intitulado Van de molens, que descreve a tecnologia destes moinhos. Durante dois séculos e meio foram um elemento omnipresente na paisagem dos Países Baixos, onde contribuíram decisivamente para secar grandes áreas de terreno para uso agrícola e pecuário.

As consideráveis ​​melhorias derivadas da adopção deste tipo de moinhos fizeram com que a sua construção, pela mão de artesãos e engenheiros holandeses que viajavam pelo mundo, se espalhasse ao longo dos 250 anos seguintes pelo norte da Europa (especialmente norte de França e Alemanha, Bélgica, Inglaterra, Dinamarca e países bálticos, até chegar à Rússia), e mesmo pelo sul da Europa (com alguns exemplos adaptados às suas próprias condições em Espanha - nas Ilhas Baleares -, na Grécia ou nos Balcãs). Da mesma forma, sua tecnologia atravessou o Oceano Atlântico, com exemplos na costa da Nova Inglaterra (Estados Unidos).

O dispositivo de cauda que permite o rastreamento automático do vento (rosa dos ventos) foi patenteado em 1745 pelo inglês Edmund Lee, originário de Brockmill Forge (Wigan).[7]​.

As fábricas holandesas atingiram o seu auge no início do século, antes do advento da máquina a vapor marcar o seu declínio.[8]​.

Atualmente, tornaram-se elementos patrimoniais protegidos em muitos países, tanto pelo seu valor paisagístico como pelo seu estatuto de testemunhas de uma longa tradição tecnológica. Numerosas associações locais asseguram a sua conservação e manutenção. Um exemplo relevante desta importância cultural é o complexo fabril Kinderdijk-Elshout, na Holanda, declarado Património Mundial pela UNESCO em 1997.[9]​.

O design destes moinhos adapta-se perfeitamente ao ambiente físico do local onde foram concebidos, a Holanda. A parte inferior, o pedestal, costumava ser construída com troncos de árvores ou tijolos, configuração extremamente estável que reduz a pressão exercida sobre o solo, evitando cimentar individualmente o suporte das nervuras que compõem a estrutura. A construção em madeira reflecte a tradição de uma zona onde a pedra é escassa, proporcionando leveza à estrutura (característica fundamental no terreno pantanoso onde estavam instaladas) e resistência adequada às cargas mecânicas geradas pelo movimento das lâminas e pela rotação do piso superior. Ao mesmo tempo, a estrutura de madeira simplifica muito a montagem dos mecanismos do moinho (também de madeira), utilizando ferragens simples.[6]​.

A forma poligonal em planta é um engenhoso compromisso entre a adopção de uma secção circular (minimizando a resistência ao vento da torre) e a facilitação da construção das paredes através de tábuas planas colocadas horizontalmente entre as nervuras de madeira dispostas nos vértices do polígono. Além disso, quanto maior for o número de lados do polígono, mais simples será inserir no edifício o anel circular sobre o qual gira a secção superior.

A configuração do alçado do moinho responde também a questões funcionais, combinando uma base muito larga (necessária para garantir a sua estabilidade face ao tombamento) com um fuste cada vez mais fino à medida que sobe, minimizando o obstáculo colocado pelo corpo do edifício à passagem do ar pelas pás. Esta redução na largura do topo também é motivada pela necessidade de minimizar o peso do telhado do moinho (e, portanto, o seu tamanho), fazendo-o girar mais facilmente.[6]​.

Os mecanismos (rodas dentadas, eixos, polias...), à semelhança do que acontecia nos grandes navios da época, eram feitos de madeira com reforços de ferro. As pás (normalmente 4, embora sejam conhecidos outros arranjos, como o do famoso Chimney Mill desenhado na Inglaterra pelo engenheiro John Smeaton, que tinha 5 pás) eram geralmente constituídas por uma estrutura de madeira resistente e leve, coberta com lona grossa (às vezes chamada de "velas") para coletar o vento.

Outro elemento fundamental são as longarinas exteriores de madeira, que permitem orientar as pás na direção do vento. Numa primeira fase, quando a altura das torres já não permitia gerir a orientação da cobertura com o sistema de longarinas a partir do solo, recorreu-se à solução de adicionar uma galeria perimetral ao moinho a meia altura para poder geri-las. Mais tarde, um sistema de lâminas auxiliares (rosa dos ventos) foi inventado para orientar automaticamente o moinho de vento em direção ao vento. A cabeça móvel do moinho (tampa ou castelo), onde está inserido o eixo das lâminas, gira sobre um anel metálico plano por meio de rodas (originalmente de madeira e posteriormente de aço), embora nos modelos mais primitivos a rotação fosse conseguida pelo deslizamento de dois anéis de madeira polida lubrificados com sabão.

Os maiores moinhos de farinha possuíam numerosos níveis interiores, que albergavam tanto os mecanismos de moagem como as diferentes salas dedicadas ao armazenamento de cereais e farinha, incluindo em muitos casos uma casa para o moleiro. De acordo com o gráfico à direita, uma distribuição típica consistia nas seguintes partes:.

Os pisos abaixo da galeria muitas vezes diferem, dependendo do tipo de moinho e do número de pisos, e constituem a subestrutura. Quando possuem galeria, muitas vezes é contabilizado apenas o número de andares localizados abaixo, o que não corresponde ao número real de andares. Além das vantagens estáticas em relação aos moinhos de arquitetura mais antiga, este projeto implicou mais espaço no edifício para acomodar outras máquinas e permitiu que as pás fossem colocadas mais elevadas, aumentando a sua eficiência energética. A força era transmitida do eixo das pás por meio de uma roda dentada em “pente”, engrenada com outra roda presa a um eixo vertical de rotação. Este trem de força principal permitiu que todos os tipos de máquinas fossem conectados. Os moinhos projetados para desidratar o pólder usavam um parafuso de Arquimedes para elevar a água do solo até os canais de drenagem. Também poderiam funcionar como serrarias, acrescentando virabrequins laterais ao eixo central, convertendo o movimento rotativo em um movimento alternativo vertical aplicado às lâminas da serra.

Lâminas no chão:.

Com tomada:.

Do monte:.

Com adega:.

Com galeria:.

Com torre:.

Formulários mistos:.

Existem numerosos exemplares preservados na Europa continental, especialmente nos Países Baixos, norte da Alemanha e Dinamarca, bem como em Inglaterra, particularmente no condado de Kent.

A Holanda tem mais de 1.200 usinas listadas (ver Lista de usinas na Holanda).