Hai nhược điểm chính của thủy điện là chi phí đầu tư cao và phụ thuộc vào lượng mưa. Các công trình thủy điện có thể có tác động tiêu cực đến môi trường, mặc dù không gây ô nhiễm, bao gồm mất môi trường sống của cá, di dời dân cư địa phương và ngập lụt đất xung quanh.
Một nhà máy thủy điện cần có một hồ chứa nước, kích thước của hồ này phụ thuộc vào kích thước của máy phát thủy điện và địa hình của khu đất. Việc tạo ra một hồ chứa tác động tiêu cực đến khu vực xung quanh bằng cách làm ngập lụt vùng đất có thể được sử dụng cho nông nghiệp. Hơn nữa, nó có tác động gây hại đến động vật hoang dã xung quanh do nhà máy điện gây ra sự thay đổi nhiệt độ nước và điều chỉnh dòng chảy của sông. Một số hồ chứa có thể dẫn đến sự tích tụ khí mê-tan và sau đó giải phóng vào khí quyển.
Các hồ chứa cũng ảnh hưởng đến chất lượng nước ở hạ lưu của cơ sở. Nước bị ứ đọng nhiều hơn bình thường dẫn đến tăng lượng phù sa và các chất dinh dưỡng có lợi cho sự phát triển của tảo và các loại cỏ dại thủy sinh khác. Nếu người vận hành không xả đủ nước từ hồ chứa theo định kỳ, mực nước ở hạ lưu có thể giảm xuống đáng kể, gây nguy hiểm cho đời sống động thực vật.
Việc sử dụng năng lượng thủy điện cũng có nguy cơ vỡ đập, có thể gây ra hậu quả thảm khốc đối với các khu định cư và cơ sở hạ tầng ở hạ lưu.
