Hidroelektrarne spremenijo kinetično in potencialno energijo vodotoka v mehansko energijo in kasneje v električno energijo. Glavna sestavna dela sta vodna turbina in generator električne energije (voda teče v turbino, ki poganja generator). Le-ta proizvaja električno energijo in jo pošilja v omrežje. Električna energija, ki jo pridobimo iz hidroelektrarn spada med cenejše, saj je gorivo brezplačno.

Vodno elektrarno sestavljajo naslednji elementi:

• zajezitev vodotoka z jezom, grobo rešetko, peskolovom in čistilnim kanalom;
• dovod vode z vstopno in predturbinsko zapornico;
• vodna turbina, ki z energijo vode poganja generator električne energije;
• elementi za upravljanje in nadzor.

Energijo vode imenujemo hidroenergija. Pretvorba hidroenergije v električno poteka v hidroelektrarnah (kinetična energija vode, ki jo ta pridobi s padcem, se v hidroelektrarni pretvarja v električno energijo).

Hidroenergetski potencial je potencial vodotokov. Z njim določimo, koliko hidroelektrarn, v kakšni izvedbi in kakšnih moči lahko postavimo na določenem območju.

Glede na izvedbo poznamo različne hidroelektrarne:

1. pretočne vodne elektrarne,
2. akumulacijske elektrarne,
3. pretočno–akumulacijske elektrarne,
4. črpalne elektrarne.

Poznamo več vrst vodnih turbin, ki so načrtovane za različne pretoke vodotoka in različne padce (višinske razlike vodotoka pred in za elektrarno):

1. Peltonova turbina,
2. Francisova turbina,
3. Kaplanova turbina.