Weltweit wurden im Jahr 2008 rund 18 Prozent der elektrischen Energie aus Wasserkraft gewonnen. In Deutschland waren es 2010 etwa drei Prozent. Größere Kraftwerke lassen sich hierzulande keine mehr bauen - die möglichen Standorte werden schon von Wasserkraftwerken genutzt oder sind durch Landschaftsschutzbestimmungen nicht mehr ausbaufähig.

Wasserkraftwerke erzielen einen hohen Wirkungsgrad. Sie können bis zu 90 Prozent der nutzbaren Wasserkraft in Strom umwandeln. Das größte Wasserkraftwerk weltweit  ist, mit einer installierten Leistung von 18.200 MW, der Drei-Schluchten-Staudamm, der den Jangtsekiang in Zentralchina aufstaut.

In Deutschland wurden 2010 etwa drei Prozent der elektrischen Energie bzw. 19,7 Terawattstunden (TWh) mit Hilfe von Wasserkraft erzeugt. Größtes Wasserkraftwerk in Deutschland ist das Pumpspeicherwerk  Goldisthal in Thüringen mit 1.060 MW Leistung. Während das Potenzial für große Wasserkraftwerke in Deutschland erschöpft ist, können Kleinwasserkraftwerke - die eine Leistung unter 1 MW haben - noch errichtet werden. Interessant sind in diesem Zusammenhang alte Standorte von Wassermühlen. Dort sind die notwendigen natürlichen Voraussetzungen bereits gegeben.

Wasserkraftwerke lassen sich u.a. in Laufwasser-, Speicherwasser- und Pumpspeicherkraftwerke unterteilen. Laufwasserkraftwerke stauen einen Fluss auf und nutzen die Fließenergie zur Erzeugung von elektrischem Strom. Speicherkraftwerke speichern das Wasser über einen bestimmten Zeitraum, um bei Bedarf Strom zu erzeugen. Pumpspeicherkraftwerke können ihren Speicher durch zurückpumpen des Wassers wieder auffüllen.

Die Leistungsfähigkeit von Kraftwerken wird allgemein in Ausnutzungsstunden (auch als Volllaststunden bezeichnet) gemessen. Dabei wird die Jahresenergieerzeugung durch die Leistung der Anlage (Nennleistung) geteilt. Das Ergebnis gibt an, wie viele Stunden das Kraftwerk im betrachteten Jahr gelaufen wäre, um die gesamte Jahresenergieproduktion zu erreichen, wenn es

• nur unter Volllast gelaufen wäre und
• die restliche Zeit stillgestanden hätte.  

Bei einem 365-Tage-Jahr kann der Wert 8.760 h/a (Stunden pro Jahr) nicht überschreiten. Große Wasserkraftwerke kommen etwa auf einen Wert von 6.000 h/a, Kleine erreichen etwa eine Ausnutzung von 3.500 h/a.

Die tatsächliche Leistung von Wasserkraftwerken liegt unter der auf den Dauerbetrieb umgerechneten Nennleistung der Turbinen. Ursache ist zum einen das Wasseraufkommen im Jahr. Gibt es im Verlauf eines Jahres anhaltendes Niedrig- oder Hochwasser, können die Turbinen in dieser Zeit nicht unter Volllast laufen. Zum anderen führen technische Einschränkungen wie Wartungs- und Reparaturarbeiten zu Leistungsminderungen. Die Jahresleistung des Kraftwerkes liegt folglich unter der durch die Turbinenleistung möglichen Gesamtleistung.

Aufgrund der höheren Dichte ist bei gleicher Strömungsgeschwindigkeit die Leistung einer Wasserströmung rund 1.000- fach höher als die einer Luftströmung. Dies machen sich u.a. Strömungs - und Gezeitenkraftwerke  zu nutze. Das erste und immer noch größte Gezeitenkraftwerk befindet sich am Golf von Saint-Malo (Nordwestfrankreich) mit einer installierten Leistung von 240 MW. Das Kraftwerk liefert rund 550 Gigawattstunden (GWh) Strom im Jahr.