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 wel 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 wel 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 gevolgen voor de natuur zullen pas duidelijk worden 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 bodemdieren, vissen, zeezoogdieren en vogels de hele tijd in de gaten.

Omdat er rond de windmolenparken niet gevist mag worden, zullen vissen zo'n park waarschijnlijk als een veilig toevluchtsoord gebruiken. De onderzoeken wijzen inderdaad in die richting. In een Belgisch windpark werden er rond de sokkels van de molens steeds meer jonge steenbolken en kabeljauwen gevonden.

Bij de aanleg van een windmolenpark worden palen de grond in geheid. Daarbij kan mogelijk schade optreden aan het gehoor van bruinvissen en andere zeedieren. 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. Onderzoek aan de gehoororganen van aangespoelde bruinvissen moet uitwijzen of ze inderdaad slachtoffer kunnen worden. Bij enkele nieuwe plannen gaan de aannemers niet heien, maar ze zetten zware betonnen voeten op de zeebodem neer, of ze plaatsen de molens op drijvers.

Het is nog niet bekend welke effecten de windmolens zullen hebben op vogels die boven de Noordzee rondvliegen. Een van de gevaren is dat ze tegen de wieken aanvliegen. In Denemarken, waar sinds 2002 windmolenparken op zee staan, werd een jaar na de opening van een windpark een tussenstand opgemaakt: overdag blijven vogels 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 dramatisch veel. Een ander effect op vogels is dat trekvogels moeten omvliegen en daardoor extra energie kwijt zijn, met mogelijk daardoor 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 vogelkenner kan zien om welke vogel het gaat.

De belangrijkste technische problemen bij de bouw van een windmolenpark op zee zijn de grote krachten die op de molens inwerken, de sterke corrosie door het zoute water, de hoge kans op blikseminslag en de onderhoudsgevoeligheid. Omdat een park op zee ver weg ligt, is onderhoud duur. Daarnaast is bij ver uit de kust gelegen parken het transport van de opgewekte energie een punt van aandacht.

Het Centraal Planbureau heeft in opdracht van de regering een 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. Het bouwen van windmolens kost miljarden euro's aan subsidies en levert maar weinig op voor de economie en het klimaat. Windenergie komt alleen maar voordeliger uit de bus als traditionele, vervuilende energievormen zwaarder belast zullen worden.