海上风场客观上所面临的险恶自然环境有盐雾腐蚀，海浪的冲击，浮冰和台风破坏等等。开发海上风电工程，需要加强研发以面临严峻的自然挑战。
1. 海水对风机的腐蚀
我国东南海域属于亚热带季风气候区。海面上的蒸汽往往掺杂盐分。海上风机的设施会有大范围面积暴露在盐雾环境中。这将会加速风机表面材料的腐蚀。而风机一些材料往往由活性较强的金属比如铁，铝和铜制备。若腐蚀，这将不仅对正常使用造成影响，甚至会造成重大工程事故。所以针对这种盐雾环境下的风机，表面材料要加以保护，例如用电镀法上保护膜或者用不锈钢抗腐蚀材料。
2. 台风的影响
当风机遭受强烈台风的袭击时，例如倒塌，塔被折弯，电线扭缠事故会发生。我国东南海域又是台风区域。每年会有1至3次台风。我国每年超过3成的台风发生在广东，平均每年3次，大约2成的台风发生在台湾，16%在福建和10%在浙江。一些发达国家例如挪威，英国和加拿大早已建立了检测记录海上强风台风的数据库， 而我国在这方面检测记录力度还远远不够。我国80%的台风能带来高达6米的海浪，这对风机等基础设施影响巨大。因此，我国有必要在大规模发展海上风电工程前对东南海域的天气进行检测记录，建立自己的数据库。
3. 浮冰的撞击
我国渤海，黄海海域冬天会有不同等级的浮冰现象。其中辽东半岛的海上浮冰情况最为严重，该海域冬天会被10厘米厚沿岸30公里的冰所覆盖。在极端天气下，会达到30至40厘米厚且面积达7万平方公里的浮冰。这些浮冰的挤压碰撞会对海上风机塔的基础带来严重破坏。并且，随着天气的变化，海水结冰和解冻的交替也会给风机的混凝土结构带来破坏。如果风场建设在此环境下，需要特殊的设计。
4. 运行和维护的困难
面对海洋上的恶劣环境，海上风机会比陆地风机更易损坏并且维修难度也比陆地大很多。当风机的叶片，齿轮箱或其他重要部件损坏时，需要大型海洋起重机进行作业。这造成了高昂的维修成本，相比陆地风机，海上风机的维护成本平均是其2至4倍。所以在设计的时候，要为日后维护设计特殊装备。
