TNO heeft onderzocht of windmolens een gevaar voor de scheepvaart vormen. Het onderzoek liet zien dat de kans op ongelukken niet toeneemt door de aanwezigheid van windmolens, maar juist door de grotere drukte op de vaarroutes, die veroorzaakt wordt doordat schepen om de windparken heen moeten gaan varen. Hierdoor neemt de kans op aanvaringen tussen schepen toe. Ook zal de kans toenemen dat een stuurloos schip tegen een windmolen aanbotst.
De milieubeweging is voor windmolens op zee, maar vindt dat er zorgvuldig gekeken moet worden waar de parken te staan, zodat het zeeleven het minst verstoord wordt en schepen niet tegen de molens op kunnen botsen. Vissers zijn bang dat de windmolens ten koste gaan van hun visgebied. De Kustvereniging heeft liever dat er drijvende windparken worden gebouwd, verder uit de kust, omdat er dan geen horizonvervuiling is.

De werkelijke gevolgen voor de natuur zullen pas bekend zijn als de windmolens er een tijdje staan. Om de situatie na de bouw met die van voor de bouw goed te kunnen vergelijken, houden onderzoekers de verspreiding van de bodemdieren, vissen, zeezoogdieren en vogels gedurende het hele proces in de gaten. Omdat er rond de windmolenparken niet gevist mag worden, zullen vissen zo'n park waarschijnlijk als een veilig toevluchtsoord beschouwen.
Bij de aanleg van het windmolenpark kan mogelijk schade optreden aan het gehoor van zeedieren. Zo kunnen bruinvissen het slachtoffer worden van de zeer harde geluiden tijdens het heien van de palen voor de fundering van de molens. Deze palen worden 30 meter de zeebodem ingedreven, waarvoor met zwaar materieel moet worden geheid. De aannemer gebruikt weliswaar pingers om de bruinvissen weg te jagen, maar het is niet zeker dat dit voldoende helpt. Met dit soort effecten is nog weinig ervaring opgedaan, onderzoek aan gehoororganen van aangespoelde bruinvissen moet uitwijzen of de bruinvissen inderdaad slachtoffer kunnen worden. Bij enkele nieuwe plannen wordt hier overigens al rekening mee gehouden: de aannemers willen hier niet heien, maar zware betonnen voeten op de zeebodem neerzetten, of de molens monteren op drijvers.
Het is nog niet bekend welke effecten de windmolens zullen hebben op vogels die boven de Noordzee rondvliegen. Een van de opties is dat ze door de wieken tot gehakt worden vermalen. In Denemarken, waar sinds 2002 windmolenparken op zee staan, werd een jaar na de opening van een windpark de tussenstand opgemaakt: overdag blijven vogels daar op grote afstand van de molens, maar 's nachts is de afstand kleiner, omdat de vogels de turbines dan niet zien. Een aantal vogels vliegt inderdaad tegen de wieken, maar waarschijnlijk is dit niet een dramatisch. Een ander effect op vogels is dat trekvogels moeten omvliegen en daardoor extra energie kwijt zullen zijn, met mogelijk als gevolg een kleiner broedsucces.
In Nederland is een testopstelling in gebruik om te registreren of vogels tegen de turbines vliegen. Een viertal microfoons registreert daarbij het geluid van de windmolen en een videocamera slaat aan als er een vreemd geluid gehoord wordt. De beelden worden naar een computer op de wal gestuurd, waar een ornitholoog kan zien om welke vogel het gaat.

De belangrijkste technische problemen bij de bouw van een windmolenpark op zee zijn de krachten die op de molens inwerken, de sterke corrosie door het zoute water, de verhoogde kans op blikseminslag en de onderhoudsgevoeligheid. Omdat een park op zee ver weg ligt, moet geprobeerd worden om het onderhoud tot een minimum te beperken.

Het Centraal Planbureau heeft in opdracht van de regering een maatschappelijke kosten-batenanalyse uitgevoerd. Hieruit bleek dat, als inderdaad de 6000 megawatt aan windenergie op de Noordzee gerealiseerd wordt in 2020, de kosten in alle gevallen hoger zullen zijn dan de baten. Dat wil zeggen dat het bouwen van de windmolens miljarden euro's aan subsidies kost en maar weinig oplevert voor de economie en het klimaat. Windenergie komt wel voordeliger uit de bus in een scenario waarbij de windmolenparken gefaseerd ingevoerd zullen worden en er sprake is van een streng internationaal klimaatbeleid. Als er namelijk weinig CO2 mag worden uitgestoten, dan wordt het gebruik van olie teruggedrongen en is windenergie een beter alternatief, waardoor de maatschappelijke kosten en baten wel in balans worden gebracht.