Il Pianeta Terra attualmente sta affrontando grandi sfide alla stabilità dell'ambiente. Ognuna di queste sfide potrebbe apportare un effetto diverso nei dintorni dei mulini ad acqua.
Le fluttuazioni della temperatura terrestre sono naturali, in particolar modo procedendo dalle glaciazioni della recente storia geologica. La portata del cambiamento è solitamente lenta ed impiega molti secoli prima di mostrare un effetto significativo. Ciò che influenza maggiormente la temperatura media sulla superficie terrestre è l'effetto serra che rappresenta il risultato dell'intrappolamento da parte dell'atmosfera delle radiazioni ad onde lunghe. Questa energia fornita dal calore si disperderebbe nello spazio se non fosse riflessa dai gas prodotti dall'effetto serra, come biossido di carbonio e metano e vapore acqueo.
Le aumentate emissioni di gas serra da combustibili fossili e dall'industrializzazione hanno accresciuto l'effetto isolante e la temperatura terrestre sta aumentando più velocemente del normale. Condizione di maggior temperatura incrementeranno l'evaporazione e il vapore prodotto aumenterà ulteriormente l'effetto. L'aumento della temperatura terrestre media provocherà modifiche nel clima che potrebbe influire sul grafico delle precipitazioni in Europa. Ci si potranno aspettare aumenti del livello del mare e infatti questo è già evidente in alcune parti del mondo.
La popolazione mondiale è aumentata in modo esponenziale dalla Rivoluzione Industriale. Si prevede che l'approvvigionamento di acqua diverrà un problema nel XXI secolo dal momento che non è solo la base di tutta la vita e quindi essenziale all'agricoltura, ma anche elemento fondamentale all'interno di molti processi industriali. L'esigenza di risorse è la maggiore causa di inquinamento e distruzione dell'ambiente naturale. Recentemente sono sorte preoccupazioni riguardanti la diffusione di inquinanti chimici che imitano gli ormoni sessuali. Si pensa che essi siano responsabili di diminuire la fertilità nelle popolazioni di pesci e che possano influire anche sugli umani.
L'aumentata richiesta di svaghi sotto forma di pesca, vela ed altri sport d'acqua è un motivo maggiore nel senso che le risorse dell'acqua avranno bisogno di essere regolamentate in futuro.
Più cresce la popolazione e maggiore è l'esigenza di abitazioni con conseguente necessità di terreno per l'edilizia che porta alla perdita di habitat naturale e terra coltivabile. Anche l'acqua di scarico delle aree urbane rappresenta un rischio per l'ambiente dei fiumi e le acque costiere usate per lo smaltimento degli scarichi.
I cambiamenti futuri del grafico delle precipitazioni può alterare
la sede delle scorte d'acqua, causando sconvolgimenti economici e conducendo
a conflitti tra nazioni.