觀測風向的儀器，目前使用最多的是風向標，它可以在轉動軸上自由轉動，頭部總是指向風的來向。為了觀測方便，在風向標下附有指示方向的十字架，十字架上的“N”(指方向北)字，必須與當地的正北方相符。
在沒有風向標的地方，可以采取土辦法進行觀測，就是豎立一根竹子或木杆，在頂端係一塊長方形的布條，有風時布條就隨風飄動。布條擺動的方向，就是風的去向。知道了去向，就知道了風向。
風不僅大小、速度瞬息萬變，而且風向也經常改變，同時又有其重複性。人們把各種風向的風出現的頻繁程度叫做“風向頻率”。更準確地說，在一定的時間內，相同方向的風出現的時數占其總時數的百分比，就是該風向的頻率。它分為日頻、月頻和年頻，是描述風能資源的重要指標，製定風能開發計劃的基礎資料。
風向頻率可用下式計算:
某風向頻率=某風向出現次數÷風向的總觀測次數×100
計算出各風向的頻率的數值後，可以用極坐標的方式將這些數值標在風向方位圖上，將各點聯線後形成一幅代表這一段時間內風向變化的風況圖，也稱為“風玫瑰”。在風能利用中，總是希望某一風向的頻率盡可能的大，尤其是在較短的時間內，不希望風向出現頻繁變化。
平均風速是各瞬時風速的算術平均值。換句話說，平均風速10米/秒，可由瞬時風速8米/秒和12米/秒得到，但也可以由瞬時風速14.5米/秒和5.5米/秒得到。顯然，風速的波動前者小於後者。我們把這種風速波動稱為風速變幅。對於風能的利用來說，要求平均風速高，同時又希望風速變幅越小越好，以保證風力機平穩運行，便於控製使用。
人們在日常生活中，能夠感受到風隨高度的增加而加大的現象。樓頂的風比樓下的風要大，這是常識。通常我們從氣象台站發出的天氣預報中，聽到的幾級風的說法，實際上是指離地麵10米高度的風速等級。在開發風能時，很多情況下往往要借助於氣象資料分析計算。如果安裝一台大型風力機，塔架高達幾十米，這時就必須要考慮風速隨高度變化帶來的影響。
風是大氣的水平運動。我們把空氣運動產生的動能，稱為“風能”。空氣在一秒鍾時間裏，以速度(V)流過單位麵積產生的動能，稱為“風能密度”。很顯然，空氣在一秒鍾時間內速度(V)越快，流過單位麵積的動能越大，“風能密度”也越大。
一般來說，幾乎任何一種能在氣流中產生不對稱的物體，都能作為收集風能的裝置產生旋轉、平移或擺動等機械運動，從而產生可以利用的機械功。
風能的特點是密度非常小，能量又受到時間、地形、高度等的限製，因此，開發、利用風能是很有學問的。經過長期探索，人們發現:第一，風能跟風速的三次方成正比，也就是說風越大，風能也越大;第二，風能跟風輪葉片的回轉麵積成正比，即風輪的直徑越大，所產生的風能也越大。
風能資源的分布情況怎樣
從全球來看，西北歐西岸、非洲中部、阿留申群島、美國西部沿海、南亞、東南亞、我國西北內陸和沿海地區，風能資源比較豐富。但是由於風的流動性大，侵襲範圍廣泛，風速時空變化複雜，特別是在地勢起伏較大的地區，有可能在風能豐富區中，個別地方風能卻很貧乏。反之，在風能貧乏區中也可能會有局部地方風能較為豐富的現象。