水の落差（位置エネルギー）を利用して発電します。
水の流れの中に水車を設置し、その回転エネルギーで発電機を回転させ電気エネルギーへ変換する発電設備です。
流水の衝撃を利用する衝動水車（しょうどうすいしゃ）と、反動力を利用する反動水車（はんどうすいしゃ）に大別されます。
ペルトン水車、クロスフロー水車、ターゴインパルス水車など。
プロペラ水車（カプラン水車、斜流水車等）、フランシス水車、チューブラ水車、 バルブ水車など。
発電用水車の回転エネルギーを電気エネルギーに変換します。
水車発電機は、大別して誘導発電機と同期発電機に分類されます。