Energia elektryczna pozyskiwana z energii wiatru jest uważana za „ekologicznie czystą”, jednak nie jest całkowicie wolna od emisji i pozostałych innych oddziaływań na środowisko. Pośrednio przyczynia się do ubożenia zasobów, powoduje nietypowe i trudne do oceny oddziaływanie na środowisko.
Sama praca turbiny charakteryzuje się bardzo niskim wskaźnikiem emisyjności, ale cały proces inwestycyjny prowadzący do zrealizowania obiektów energetyki wiatrowej, a także praca tych obiektów może negatywnie oddziaływać na środowisko. Pełna analiza tych oddziaływań uwzględnia fazę produkcji podzespołów, transport, montaż, eksploatację oraz fazę likwidacji elektrowni. Podzespoły elektrowni wiatrowych wykonywane są z metali i tworzyw sztucznych, a największy wpływ na środowisko wywiera etap produkcji wieży. Z drugiej strony koszty energetyczne produkcji, transportu i montażu turbiny zwracają się już po kilku miesiącach jej pracy.
Czynniki mogące wpływać na środowisko na etapie użytkowania elektrowni wiatrowej (tzw. nietypowe aspekty środowiskowe):
- Zagospodarowanie terenu i wykorzystanie gruntów;
- Efekty wizualne i wpływ na krajobraz, (chociaż zależy to w dużej mierze od subiektywnej oceny);
- Efekty akustyczne generowane przez łopaty, w tym hałas infradźwiękowy i niskoczęstotliwościowy;
- Wibracje;
- Wpływ na ptaki, nietoperze i zwierzęta morskie;
- Powstawanie aerozoli;
- Zakłócenia komunikacji elektromagnetycznej;
- Podwodny hałas i wibracje;
- Wpływ na działanie radarów;
- Wpływ na mikroklimat;
Według badań przeprowadzonych przez brytyjski think tank Civitas, w przeliczeniu na jednostkę energii elektrownie wiatrowe mogą pośrednio przyczyniać się do wyższej emisji CO2 przy aktualnych proporcjach pomiędzy wykorzystaniem odnawialnych a nieodnawialnych źródeł energii. Wynika to z tego, że elektrownie wiatrowe produkują prąd przez około 30% czasu i muszą być wspomagane przez elektrownie węglowe, których ciągłe rozpalanie i wygaszanie powoduje większą emisję zanieczyszczeń, niż nieprzerwana praca. Według raportu Międzynarodowej Agencji Energetycznej rozwój energetyki wiatrowej wymusza znaczącą rozbudowę infrastruktury gazowej.
Budowa turbin wiatrowych wymaga ton neodymu, który jest wydobywany głównie w Mongolii Wewnętrznej w sposób powodujący skażenie środowiska. W okolicach miasta Baotou, przetwarzającym 30 tysięcy ton metali ziem rzadkich rocznie, powstało dziesięciokilometrowe jezioro toksycznych odpadów przemysłowych. Uprawa ziemi i hodowla stała się niemożliwa, a wśród mieszkańców zwiększyła się częstotliwość zachorowań na raka, osteoporozę, choroby skóry i choroby układu krążenia.
Wpływ na zdrowie ludzkie
Z czynników mogących wpływać na zdrowie ludzkie najczęściej wymieniane są efekty akustyczne i optyczne generowane przez obracające się turbiny.
Oprócz hałasu w zakresie słyszalnym turbiny wiatrowe generują infradźwięki, czyli fale w zakresie częstotliwości mniejszych od słyszalnych, oraz hałas niskoczęstotliwościowy (do 500 Hz). Poziom tego hałasu jest zależny od przyjętej konstrukcji i waha się w granicach 100–107 dB(A) przy turbinie. Maleje w miarę oddalania się od niej. W zakresie infradźwięków dominują częstotliwości 1–5 Hz. Infradźwięki są falami bardzo długimi, rozprzestrzeniającymi się na wiele kilometrów i przenikającymi nawet ściany betonowe. Na skutek rezonansu i małej skuteczności ich ekranowania są powodem znacznej uciążliwości w budynkach mieszkalnych położonych w bliskim sąsiedztwie elektrowni wiatrowych.
Wśród czynników optycznych (wizualnych) wymieniane są: efekt stroboskopowy i tzw. „efekt migotania cieni”. Efekt stroboskopowy jest uciążliwy dla ludzi, a u niektórych osób może wywoływać negatywne efekty.
Badania wpływu dźwięków o niskich częstotliwościach oraz efektów wizualnych na zdrowie ludzkie są fragmentaryczne, prowadzone od niedawna, a ich wyniki są często kwestionowane. Coraz więcej środowisk przyznaje jednak, że taki wpływ jest obserwowany w wielu krajach i może mieć znaczenie dla zdrowia. Z drugiej strony, badania wykazały brak zagrożeń dla zdrowia ze strony infradźwięków, uznano także tzw. syndrom turbin wiatrowych za pozbawiony weryfikowalnych dowodów, choć niektóre z nich wskazują na potrzebę dalszych badań.
Wpływ na zwierzęta
Farmy wiatrowe zagrażają przelatującym obok nich ptakom i nietoperzom, ponieważ łopaty wirnika tną powietrze z prędkością ponad 150 km/h. Z tego powodu farmy wiatrowe nie powinny być lokalizowane na szlakach sezonowych wędrówek ptaków. Np. ważne trasy migracyjne ptaków nad obszarem Polski biegną wzdłuż wybrzeża Bałtyku, Wisły, Odry i Noteci. Na ten problem zwracają też uwagę światowi ekolodzy, m.in. ze Szkocji i USA. Stwierdzono, że szkockie elektrownie wiatrowe przyczyniają się do ginięcia zagrożonych gatunków ptaków (m.in. sokołów, orłów i latających na małych wysokościach drzemlików), a amerykańska organizacja pozarządowa Center for Biological Diversity policzyła, że turbiny jednej tylko lokalnej elektrowni wiatrowej zabijają corocznie nawet do 1,3 tys. latających ptaków drapieżnych. Z innych badań (m.in. duńskich, niemieckich i holenderskich) wynika natomiast, że ptaki niektórych gatunków, np. różnych gęsi, potrafią dostosować swoje trasy przelotów do pojedynczych elektrowni wiatrowych, jak i potężnych farm wiatrowych. Jeśli na drodze przelotu tych ptaków pojawiają się nowe elektrownie wiatrowe (bądź inne elementy mogące stanowić potencjalne zagrożenie), omijają je one szerokim łukiem, wykluczając możliwość kolizji lub znacznie zmniejszając możliwość jej wystąpienia. To jednak możne wydłużać trasy ich migracji, zwiększając zużycie zapasów energii (tłuszczu). Znane są także przypadki, że ptaki niektórych gatunków zakładały gniazda na gondolach elektrowni wiatrowych, co może wskazywać, że w ich przypadku zagrożenie kolizją z łopatami wirnika turbiny wiatrowej jest niewielkie. W przypadku nietoperzy wpływ elektrowni może być nawet większy niż w przypadku ptaków, gdyż jak się okazało, wystarczy by łopata wirnika przeleciała w pobliżu takiego latającego ssaka, aby spowodować jego śmierć. Powodowany przez poruszającą się szybko łopatę skok ciśnienia powoduje tak zwaną „barotraumę”, czyli śmiertelne uszkodzenie układu oddechowego nietoperzy. Dlatego np. zgodnie z rezolucjami Porozumienia o Ochronie Populacji Europejskich Nietoperzy EUROBATS, którego Polska jest stroną, w miejscach możliwego licznego występowania nietoperzy należy rezygnować z lokalizacji elektrowni wiatrowych lub stosować środki ograniczające ryzyko zabijania tych chronionych zwierząt (np. sezonowe wyłączanie wirników na noc, przy prędkościach wiatru poniżej 6 m/s).
Wpływ na mikroklimat
Elektrownie wiatrowe mogą wpływać na lokalny mikroklimat – większe skupiska wiatraków mogą być przyczyną zmniejszenia prędkości wiatru. Z powodu turbulencji wywoływanych przez wiatraki podnosi się temperatura powietrza. Keith i inni oceniają, że bardzo duże ilości energii generowane przez elektrownie wiatrowe mogą wpływać na klimat w skali kontynentalnej, ale mają minimalny wpływ na zmiany temperatury.