Bei der Nutzung der Wasserkraft wird die Bewegungsenergie des Wassers, sei es durch die Fließbewegung oder das Herabfallen des Wassers aus einer bestimmten Höhe, in mechanische Energie umgewandelt. Heute wird diese Bewegungsenergie größtenteils mittels eines Generators zur Stromerzeugung genutzt. Im Binnenland kann dabei grundsätzlich zwischen Laufwasserkraftwerken und (Pump-) Speicherkraftwerken unterschieden werden. Während beim Laufwasserkraftwerk die Bewegungsenergie des Wassers eines Flusses genutzt wird, fällt bei einem Speicherkraftwerk angestautes Wasser aus einer bestimmten Höhe auf die Turbinen und treibt so die Generatoren an.

Maxwehr
Ein größeres Wasserkraftwerk: Das Maxwehr in Landshut bei Nacht

Eine Sonderform stellen Pumpspeicherkraftwerke dar. Gerade in der immer wichtiger werdenden Diskussion über die Speicherung elektrischer Energie stellen diese Anlagen eine relativ effiziente Form der Speicherung dar. Während in Spitzenlastzeiten angestautes Wasser zur Stromerzeugung genutzt wird, kann überschüssiger regenerativ erzeugter Strom (beispielsweise aus Photovoltaik- oder Windkraftanlagen) in Zeiten geringer Last zum Transport des Wassers auf ein höheres Niveau genutzt werden. Die überschüssige elektrische Energie wird so aufgrund der Höhenlage des Wassers in potentielle Energie umgewandelt. In Spitzenlastzeiten kann diese dann in Form kinetischer Energie wieder in elektrische Energie transformiert werden.