在過去的10多年中，水平軸風機葉片翼型通常選擇NACA系列的航空翼型，比如NACA44XX，NA-CA23XX，NACA63XX及NASA LS(1)等。這些翼型對前緣粗糙度非常敏感，一旦前緣由于污染變得粗糙，會導致翼型性能大幅度下降，年輸出功率損失高達30%。在認識到航空翼型不太適合于風機葉片后，80年代中期后，風電發達開始對葉片專用翼型進行研究，并成功開發出風電葉片專用翼型系列，比如美國Seri和NREL系列、丹麥RISO-A系列、瑞典FFA-W系列和荷蘭DU系列。這些翼型各有優勢，Seri系列對翼型表面粗糙度敏感性低；RISO-A系列在接近失速時具有良好的失速性能且對前緣粗糙度敏感性低；FFA-W系列具有良好的后失速性能。丹麥LM公司已在大型風機葉片上采用瑞典FFA-W翼型，風機專用翼型將會在風機葉片設計中廣泛應用。表1為對NREL翼型系列性能提高的估算。
    目前葉片外形的設計理論有好幾種，都是在機翼氣動理論基礎上發展起來的。種外形設計理論是按照貝茨理論得到的簡化設計方法，該方法是假設風力機是按照貝茨公式的佳條件運行的，完全沒有考慮渦流損失等,設計出來的風輪效率不超過40%。后來一些著名的氣動學家相繼建立了各自的葉片氣動理論。Schmitz理論考慮了葉片周向渦流損失,設計結果相對準確一些。Glauert理論考慮了風輪后渦流流動，但忽略了葉片翼型阻力和葉稍損失的影響,對葉片外形影響較小,對風輪效率影響卻較大。Wilson在Glauert理論基礎上作了改進，研究了葉稍損失和升阻比對葉片佳性能的影響，并且研究了風輪在非設計工況下的性能，是目前常用的設計理論。