Energin hos luft i rörelse kan beskrivas med formeln
Där 
är energin, 
står för massan och 
för vindhastigheten. Rörelseenergin
är alltså proportionell mot luftdensiteten och mot kvadraten på vindhastigheten.
Om vi tänker oss att vi delar upp luften som passerar ett vindkraftverk i ett
antal skivor, kommer vardera skivan innehålla denna mängd rörelseenergi.
Dessutom kommer antalet skivor som passerar per tidsenhet vara proportionerlig
mot vindhastigheten vilket leder till följande formel för effekten som luften
påverkar ett vindkraftverk med en cirkulär rotorarea:
Här betecknar 
effekten, 
rotordiametern samt 
densiteten hos luften. Alltså finns
ett kubiskt förhållande mellan effekten och vindstyrkan. Denna formel
illustrerar en av svårigheterna med att prognostisera vindkraft. Vid en måttlig
överskattning av vindstyrkan på tex 10% överskattas effekten som vindkraftverket
påverkas av med över 30%. Dock betyder detta inte nödvändigtvis att den utvunna
effekten felprognostiseras i lika hög grad. Mängden rörelseenergi som kan
omvandlas av vindkraftverket har både teoretiska och praktiska begränsningar,
ett vindkraftverk utvinner ju energin genom att bromsa luften lagom mycket, en
alltför effektiv inbromsning leder till att luftflödet stannar av, likt inför en
vägg. Vindkraftverket ska naturligtvis vara konstruerat så att denna optimala
inbromsning ska uppnås för de vanligaste vindstyrkorna så att man på lång sikt
ska få ut en så hög medeleffekt som möjligt.