Internationale ecologen hebben in peer-reviewed onderzoek, gepubliceerd in het tijdschrift Nature, de milieu-impact van windturbines onderzocht. Uit dit onderzoek blijkt dat windturbines significant bijdragen aan insectensterfte, met een ruwe schatting van 1,2 biljoen vliegende insecten per jaar in Duitsland, waarbij grotere turbines een specifieke veroorzaker zijn.

Het onderzoek beschrijft verder dat windturbines massaal vogels, vleermuizen en insecten doden. Roofvogels en andere kwetsbare vogelsoorten in Europa worden hierdoor bedreigd, met specifieke voorbeelden van bedreigde populaties veldleeuweriken in Portugal en kleine torenvalken in Frankrijk. De overlevingskans en populatiegroei van de aasgier in Spanje zijn lager in gebieden met een hoge concentratie windturbines. Vogelsoorten met een laag voortplantingspercentage, zoals grote roofvogels, lopen lokaal risico op uitsterven; het onderzoek suggereert een mogelijke ineenstorting van de populaties monniksgieren en vale gieren in Europa.

In de Verenigde Staten sterven jaarlijks naar schatting tussen de 140.000 en 328.000 vogels door botsing met windturbines. De sterfte onder steenarenden is daar zo hoog dat lokale populaties ondersteund moeten worden door menselijke interventie. In Californië heeft vijftig procent van de bestudeerde vogelsoorten te maken met een door windturbines veroorzaakte populatieafname. Het boek "Windhandel" (2023) vermeldt dat het aantal slachtoffers onder de rode wouw aanzienlijk hoger ligt dan de officiële schattingen.

Windturbines veroorzaken ook een aanzienlijke sterfte onder vleermuizen. In Duitsland worden jaarlijks circa 200.000 vleermuizen gedood, en in de VS naar schatting 500.000. Dit leidt tot een waargenomen afname van populaties grote vleermuizen in Midden-Europa en grijze vleermuizen in de VS. Aangezien vleermuizen gemiddeld slechts één jong per jaar krijgen, kunnen populaties zich na sterfte slechts langzaam herstellen. De turbulentie die windturbines veroorzaken, kan vleermuizen bovendien verdrijven uit hun leefgebied.

Algemeen stellen de onderzoekers dat windturbines het gedrag, de fysiologie en de demografie van dieren veranderen en ecosystemen verstoren. De infrastructuur van windparken leidt tot verlies en versnippering van leefgebied voor landdieren. Windparken worden beschouwd als een belangrijke oorzaak van verlies en aantasting van onvervangbare leefgebieden, met name in afgelegen gebieden met grote biodiversiteit waar nieuwe turbines vaak worden geplaatst. Roofdieren zoals jaguars, junglekatten en goudjakhalzen mijden gebieden met windturbines in tropische bossen, wat leidt tot vermindering van hun aantallen en verstoring van de voedselketen. Ook herbivoren zoals rendieren, reeën, zwarte antilopen en de Indische gazelle vertonen gedragsreacties die duiden op vermijding van gebieden met windturbines, waarbij reeën stressreacties tonen in de nabijheid van turbines.

De onderzoekers waarschuwen dat een verdere uitbreiding van windenergie "dramatische consequenties kan krijgen voor de biodiversiteit". De plannen voor de uitbreiding van windenergie voorzien in een veelvoud aan windturbines, wat volgens de onderzoekers onverenigbaar is met internationale afspraken over biodiversiteit. De aanname dat de impact van windenergie op de biodiversiteit kleiner is dan die van klimaatverandering is nooit onderzocht.

Sommige effecten van windturbines op dieren zouden mogelijk beperkt kunnen worden door maatregelen zoals het aanpassen van turbines, het wijzigen van bedieningsprocedures, het kiezen van andere locaties, het wegleiden van dieren of het verbeteren van hun leefgebied elders. Deze maatregelen zijn echter kostbaar en hun effectiviteit is niet altijd duidelijk, mede door onzekerheid over hoe individuele dieren en soorten reageren op visuele of akoestische afschrikmiddelen. Windturbines kunnen op gezette tijden worden stilgezet, bijvoorbeeld tijdens vogeltrek of wanneer vleermuizen actief zijn, en moderne detectietechnologie kan turbines stoppen bij de nadering van vogels of vleermuizen. Dergelijke systemen zijn echter duur in aanschaf en onderhoud, en de effectiviteit is contextafhankelijk. Exploitanten zijn niet bereid dergelijke systemen te implementeren omdat dit hun verdienmodel ondermijnt. In de praktijk wordt er weinig gedaan om dieren te beschermen.