水力發電是一種利用水的勢能和動能轉換成電能的可再生能源發電方式。它主要通過以下步驟實現能量的轉換：
水力發電機組的作用：水力發電機組利用河川、湖泊等位於高處的水流，通過水輪機轉換成機械能。水輪機又推動發電機發電，將機械能轉換成電能。
水力發電機組的構成：水力發電機組一般由水輪機、發電機、調速器、勵磁系統、冷卻系統和電站控制設備等組成。其中，水輪機有衝擊式和反擊式兩種；發電機大部分採用同步發電機，其轉速較低，磁極數較多；調速器的作用是調節水輪機轉速，以保證輸出電能的頻率符合供電要求。
水力發電的優點：水力發電不需要燃料，成本低，不污染環境，機電設備製造簡單，操作靈活。同時，發電水工建築物可與防洪、灌溉、給水、航運、養殖等事業結合，實現水利資源綜合利用。
水力發電的缺點：水力發電的基建投資大，建設周期長，受自然條件局限。
水力資源的開發方式：水力資源的開發方式大致有堤壩式、引水式和混合式等，這些開發方式要適應不同的河段自然條件。按不同的開發方式修建起來的水電站，其樞紐布置、建築物組成等也截然不同。
水力發電的過程：水力發電是利用水位落差形成的勢能推動水輪機轉動，將水能轉變為水輪機的旋轉機械能。水輪機轉子帶動發電機轉子旋轉，通過磁場切割導體在發電機的定子繞組上產生感應電動勢。當發電機與外電路接通時，就向外供電，此時，水輪機的旋轉機械能又通過發電機轉變為電能。