Les surfaces de la mer et des lacs sont évidemment très lisses ce qui fait que leur rugosité est très faible à des vitesses de vent constantes. A des vitesses de vent accélérées, une partie de l'énergie contenue dans le vent va à la production de vagues, ce qui augmente la rugosité. Une fois les vagues formées, la rugosité décroît de nouveau. Il est donc question d'une surface de rugosité variable (le même phénomène se voit dans les zones couvertes d'une couche de neige plus ou moins épaisse).

Cependant, en règle générale, la rugosité d'une surface d'eau est très faible, de même que les obstacles au vent ne sont que très peu nombreux en mer. En réalisant les calculs du potentiel éolien offshore, il faut toujours tenir compte des îles, phares, etc., de la même façon que l'on doit considérer les obstacles se trouvant dans la direction des vents dominants ou les changements de rugosité du terrain lorsqu'il s'agit d'évaluer un site éolien terrestre.

La rugosité de la mer étant très faible, le cisaillement du vent est lui aussi très bas, ce qui signifie que l'on n'obtiendra pas, comme c'est le cas sur la terre ferme, une augmentation significative de la vitesse du vent en accroissant la hauteur du moyeu. Par conséquent, en mer, il peut s'avérer plus économique d'utiliser des tours d'une hauteur moins élevée que sur terre, correspondant à environ 0,75 fois le diamètre du rotor suivant les conditions éoliennes sur le site en question (normalement, la hauteur des tours installées sur la terre ferme correspond à 1 diamètre de rotor au minimum).

En général, le vent est moins turbulent sur mer que sur terre. La durée de vie espérée des éoliennes installées en mer est donc supérieure à celle des éoliennes terrestres.

La faible turbulence est avant tout due au fait que les variations de température entre les différentes altitudes de l'atmosphère sont moins importantes au-dessus de la mer qu'au-dessus de la terre. Les rayons du soleil pénètrent la mer de plusieurs mètres, alors que sur la terre ferme, le rayonnement solaire ne réussit qu'à chauffer la couche supérieure du sol qui devient donc beaucoup plus chaude. Par conséquent, les écarts de température entre la surface et l'air sont moins importants au-dessus de la mer qu'au-dessus de la terre. Et c'est la raison pour laquelle la turbulence y est bien plus faible.

Actuellement, le Laboratoire national de Risoe est en train de développer une version offshore de son programme WAsP employé jusqu'ici pour la modélisation du vent sur la terre ferme.

Les différents résultats de production enregistrés au premier parc éolien offshore situé à Vindeby (Danemark) ainsi qu'à celui de Tunoe Knob (Danemark également) construit quelques années plus tard, ont conduit à de nouvelles investigations depuis 1996 par l'emplacement d'anémomètres sur plusieurs sites en mer au large du littoral danois.

Les premiers résultats indiquent que l'effet d'abri de la terre ferme est plus important, même à des distances de 20 km, qu'on ne l'avait cru au départ. Cependant, il s'est également révélé que les ressources éoliennes offshore sont de quelque 5 à 10 % supérieures aux premières estimations.