模拟海浪环境是波浪水池的核心功能。现有的机械式造波机有液压驱动，也有步进电机驱动，依据目标波形和造波理论确定推波板的运动轨迹，由计算机控制每块推波板的运动，实现造波。若沿水池的一边布置具有多个推波板单元的造波机，可有效生成二维的长峰不规则波或规则波，也可在工作区生成短峰不规则波。沿水槽两边布置L形造波机，则可在较大的工作区范围内生成短峰不规则波。消波装置是波浪水池必备的设备，用来消除波浪在池壁的反射，确保工作区的波浪场不受反射波的影响。

在波浪水池内进行波浪传播及其与结构物相互作用的实验时，除了满足几何相似外，还需满足弗劳德数相似的要求。可在这类水池中制作地形，模拟波浪在某特定地形上的传播、变形及破碎等近海波浪传播过程。可开展近海固定式结构物的波浪力物理模型试验，测量不同来波条件下作用于结构物的波浪载荷。可在水池上铺设轨道和拖车，将模型悬挂于拖车下方，模拟有航速物体在波浪作用下的运动响应和水动力学载荷。开展浮式结构与系泊系统在波浪作用下的运动响应缩比模型试验，是波浪水池的又一功能。为了拓展水池的实验功能，如既满足浅水区波浪对码头与防波堤等海岸结构物作用模型试验要求，又满足波浪作用下半潜式平台等浮式结构物运动响应的模型试验要求，有的波浪水池具有整体可升降的池底。

模拟环境流动是实现波浪、水流共同作用下结构物受力与运动响应的必备功能。造流系统可分为整体造流和局部造流，前者可在水池工作区生成稳定的背景流场，但实现起来较困难；后者易于实现，但生成的背景流场品质较差。

采用风扇阵列生成水面风场是在波浪水池中模拟风对海洋结构上部结构作用的基本手段。为了满足海上风力机系统研发的需求，考虑风载荷作用的海上风力机整机流体动力性能物理模型试验对波浪水池实验技术提出了新挑战，尚处于发展阶段。

挪威于1980年建成一座风浪水池，长80米、宽50米、深0～10米，流速可达0.2米/秒，池底可以升降以模拟不同水深。中国上海交通大学于2008年建成一座深水试验水池，长50米、宽40米、深0～10米，水池中部的深井直径5米、最大工作水深40米。