W szerokim ujęciu energetyka wodna obejmuje zarówno wielkie zaporowe elektrownie systemowe, jak i małe instalacje przepływowe, elektrownie szczytowo-pompowe, elektrownie pływowe oraz odzysk energii w istniejących kanałach i rurociągach. W systemach elektroenergetycznych odgrywa podwójną rolę: zapewnia niskoemisyjną produkcję energii elektrycznej oraz regulację pracy sieci, szczególnie przy rosnącym udziale energetyki wiatrowej i fotowoltaiki.
Zasada działania mały|Schemat turbiny wodnej sprzężonej z generatorem W klasycznej elektrowni wodnej woda doprowadzana jest do turbiny wodnej, która zamienia energię strumienia na ruch obrotowy wału. Turbina napędza generator, a wytworzona energia trafia przez układ transformatorów do sieci elektroenergetycznej. Ilość energii, którą można uzyskać, zależy przede wszystkim od przepływu oraz od różnicy wysokości między poziomem dopływu a poziomem odpływu, zwanej spadem lub wysokością spadu.