Năng lượng thủy điện được tạo ra bởi nước chảy qua tuabin, làm quay máy phát điện và tạo ra dòng điện. Lực di chuyển tuabin đến từ dòng nước chảy hoặc rơi xuống và tuabin tiếp tục tạo ra điện miễn là nó vẫn chuyển động.
Hầu hết các nhà máy thủy điện đều gắn liền với các con đập vì dòng nước ổn định, được kiểm soát sẽ hoạt động tốt nhất để tạo ra điện. Một con đập cho phép các nhà điều hành xây dựng một hồ chứa nước và cho phép nó đi qua tuabin với tốc độ được kiểm soát. Lưu lượng nước từ đập cũng có thể được điều chỉnh để đáp ứng nhu cầu. Các nhà máy thủy điện cũng có thể tận dụng nhu cầu thấp bằng cách bơm nước ngược lên thượng nguồn, tích trữ trong hồ chứa để sử dụng trong thời gian nhu cầu điện cao điểm.