Công trình thủy điện xây dựng một đập ngăn sông để tạo thành hồ chứa thủy điện, sau đó điều hướng nước qua một loạt turbine để chuyển đổi thế năng và động năng của nước làm quay turbine. Turbine được gắn với máy phát điện, turbine quay làm máy phát điện vận hành và tạo ra điện.
Công suất của nhà máy thủy điện tùy thuộc quy mô của công trình. Nhà máy thủy điện lớn có công suất đến hàng nghìn MW, nhà máy thủy điện rất nhỏ có công suất chỉ vài MW.
Dưới đây là sơ đồ của một công trình thủy điện thông thường.
