Najbardziej widocznym efektem oddziaływania na środowisko przyrodnicze elektrowni wiatrowych jest obniżenie emisji szkodliwych substancji do środowiska. Ekologicznie odczuwalnymi skutkami budowy elektrowni wiatrowych są: hałas jaki towarzyszy pracy turbiny wiatrowej (mechaniczny i aerodynamiczny), wprowadzenie do krajobrazu naturalnego elementów technicznych (efekt wizualny), ewentualne migracje zwierząt z obszarów usytuowania elektrowni, zagrożenie dla ptactwa wynikające z możliwości zderzenia z wirującymi łopatami elektrowni, efekt stroboskopowy (migotania), mikro drgania oraz zakłócenia elektromagnetyczne.
Każda elektrownia wiatrowa, mniejsza bądź większa jest źródłem hałasu, a więc fal akustycznych rozchodzących się w przestrzeni, często przybierających postać dźwięków niepożądanych. Sprawcą hałasu emitowanego przez elektrownię są łopaty wirnika, które wykonując ruch obrotowy muszą pokonywać opór powietrza. Do powstawania szumu w mniejszym stopniu przyczynia się także wirnik, przekładnia i generator. Dziś coraz częściej stosuje się turbiny niskoszumowe które generują dużo mniej hałasu niż tradycyjne instalacje.
Polskie przepisy prawne wymagają, aby poziom hałasu na obszarach zabudowy jedno i wielorodzinnej oraz rekreacyjno-wypoczynkowej nie przekraczała 45 dB podczas nocy i 50 dB w czasie dnia. Z obowiązujących przepisów wynika, że elektrownie wiatrowe powinny być umiejscowione w odstępie nie mniejszym niż 200 metrów od najbliższych zabudowań. Jednakże często tworzy się strefę ochronną wynoszącą około 500 metrów od masztu elektrowni. Wynika z tego, że praca elektrowni wiatrowej jest praktycznie nie słyszalna dla sąsiadujących domostw, ponieważ dzieli je duża odległość a ponadto dźwięk emitowany przez obracające się skrzydła jest pochłaniany przez otoczenie (szum wiatru w drzewach i roślinach, tzw. „tło”).
Elektrownie wiatrowe nie powodują zanieczyszczenia powietrza, gleby czy wody, często się jednak mówi o powodowanym przez nie „wizualnym zanieczyszczeniu” środowiska. Problem ten jest o tyle poważniejszy, że odpowiednie do budowy farm wiatrowych obszary to zazwyczaj tereny nadmorskie bądź górskie, których walory krajobrazowe mogą trwale ucierpieć skutkiem budowy tych instalacji. Elektrownie wiatrowe są urządzeniami wysokimi (do 150 m), o kontrastowym kolorze w stosunku do tła nieba oraz powierzchni ziemi, przez to ich widoczności z dużych odległości jest bardzo wyraźna. By przeprowadzić ocenę wpływu projektowanych inwestycji na krajobraz nie wystarczy tylko stwierdzić, że są one widoczne. Rozważany jest także wpływ na zmianę dotychczasowego otoczenia, który w dużej mierze jest sprawą subiektywnego postrzegania, zależny bowiem od osobistych upodobań oceniającego. Istnieje przekonanie w społeczeństwie, że wybudowanie elektrowni może negatywnie odbić się na rozwoju turystyki i sportów wodnych, bądź górskich. Jednak nie wszyscy podzielają opinię o negatywnym wpływie turbin wiatrowych na krajobraz. W sondażu zrealizowanym w roku 2002 wśród mieszkańców Szwajcarii 87% ankietowanych opowiedziało się za rozwojem energetyki wiatrowej, zaś wyniki badań, przeprowadzonych w tym samym roku przez EWEA (por. T. Boczar. Energetyka wiatrowa. Aktualne możliwości wykorzystani. Wyd. PAK, Wydanie II, Warszawa 2008). wskazują na podobne tendencje w całej Europie. Niektórzy ankietowani określali nawet turbiny wiatrowe jako „wspaniałe”, „majestatyczne” czy „eleganckie”.
Elektrownie wiatrowe mogą zaburzyć lokalne ekosystemy poprzez stwarzanie dla przelatujących ptaków i nietoperzy śmiertelnych pułapek. W Europie problem ten pojawił się w krajach Skandynawskich i Niemczech, gdy wybudowano duże farmy wiatrowe na trasach migracji ptaków. Stopień oddziaływania na populacje ptaków jest bardzo zróżnicowany, zależy głównie od lokalizacji elektrowni wiatrowych, typu turbiny wykorzystywanej w projekcie (wysokość wieży, średnica wirnika, oświetlenie, osiągana prędkość liniowa wierzchołków śmigieł), liczby turbin, powierzchni zajmowanej przez projekt, oraz lokalizacji turbin w ramach projektu (turbin względem siebie i wobec elementów środowiska). Generalnie, ryzyko wystąpienia negatywnego oddziaływania na ptaki jest wyższe w przypadku lokalizacji elektrowni wiatrowych na terenach intensywnie wykorzystywanych przez te zwierzęta. Inwestycje przeprowadzane na takich obszarach, mają większy potencjał negatywnego oddziaływania niż przedsięwzięcia realizowane w lokalizacjach o małym natężeniu wykorzystania przestrzeni powietrznej przez ptaki. I odwrotnie – tereny o niskim natężeniu przemieszczeń cechuje niższe ryzyko negatywnego oddziaływania. Znaczenie ma jednak również sposób wykorzystania przestrzeni powietrznej przez ptaki (pułapy przelotów, czas i sposób użytkowania terenu – np. czy jest to noclegowisko, żerowisko, teren lęgowy) oraz skład gatunkowy ptaków występujących na obszarze lokalizacji (badania wykazują, iż ryzyko kolizji z elektrowniami wiatrowymi jest różne dla poszczególnych gatunków. Opinie naukowców na temat negatywnego oddziaływania infrastruktury związanej z energetyką wiatrową na wielkość populacji ptaków są bardzo podzielone, niektórzy uważają, że migrujące stada ptaków potrafią omijać elektrownie wiatrowe, a inne wręcz odwrotnie, że lecąc wprost wpadają w skrzydła elektrowni. Według duńskich naukowców którzy przeprowadzili doświadczenie (1999-2006) którego celem było określenie możliwości kolizji migrujących ptaków z pracującymi turbinami zlokalizowanymi w farmie wiatrowej Nysted położonej na morzu bałtyckim (por. T. Boczar. Energetyka wiatrowa. Aktualne możliwości wykorzystani. Wyd. PAK, Wydanie II, Warszawa 2008). Uzyskane wyniki wykazały że migrujące ptaki potrafiły przystosować się do obracających się łopat wirników, i skutecznie je omijają. Mniej niż 1% wszystkich zaobserwowanych ptaków przelatywało w takiej odległości od obracających się łopat, że mogło to zagrażać ich życiu. Zbadano także bezpośredni i pośredni wpływ pracujących turbin na populacje ptaków żyjących w ich okolicy. zaobserwowano spadek populacji o 75%, lecz w tym samym czasie stwierdzono, że populacja małż – które są podstawowym źródłem pożywienia tych ptaków, znacząco się zmniejszyła w czasie prowadzonych badań. Naukowcy z NERI i innych organizacji poprzez liczne obserwacje wykazali że większy, decydujący wpływ na liczebność populacji ptaków mają czynniki nie związane z elektrownią, takie jak roślinność i prowadzone uprawy, które stanowią środowisko ich życia.
Jeżeli chodzi o pozostałe skutki oddziaływania na środowisko to ze względów ekologicznych opracowano szereg przepisów dotyczących lokalizacji elektrowni, jednak w Polskim prawodawstwie nie przewidziano szczególnych warunków przy lokowaniu elektrowni wiatrowych. Budowa elektrowni wiatrowych podlega prawu budowlanemu oraz Ustawie o ochronie przyrody i Prawu Ochrony Środowiska, tak więc ważnym problemem jest określenie minimalnej odległości od obszarów zamieszkania i obszarów przyrodniczych prawnie chronionych (parków narodowych, rezerwatów przyrody) oraz rozmieszczenie elektrowni w ramach farm wiatrowych i odstępów pomiędzy farmami, a także walorów estetycznych elektrowni.
Wykorzystując elektrownie wiatrowe należy mieć na uwadze także pozytywne efekty ekologiczne w postaci czystej energii. Według dokumentu Extern E, najniższy koszt zewnętrzny z pośród wszystkich źródeł odnawialnych ma właśnie energia wiatru wynosi on tylko 0,0005-0,0025 $/kWh (0,05 – 0,25 centa/kWh), czyli stanowi niecałe 2% kosztu zewnętrznego towarzyszącego wytworzeniu energii elektrycznej z węgla.