In Wasserkraftwerken wird die Energie genutzt, die im sich bewegenden Wasser steckt. Die Bewegungsenergie der Wasserströmung wird über ein Turbinenrad in mechanische Rotationsenergie umgewandelt, die zum Antrieb von Maschinen oder Generatoren genutzt wird. Als Grundlage der Energiegewinnung kann sowohl künstlich aufgestautes Wasser als auch die natürliche Bewegung einer Wasserströmung dienen.

Ende 2006 gab es in Deutschland etwa 7.300 kleine Wasserkraftwerke (< 1 MW), die etwa 8-10 Prozent des Wasserkraftstroms erzeugten, und rund 350 mittlere oder große Anlagen. Die Kleinanlagen sind meist im Besitz von Privatleuten, während die großen Anlagen Energieversorgungsunternehmen gehören.

Wasserkraftwerke lassen sich nach unterschiedlichen Kriterien klassifizieren. Steht die Betriebsart im Vordergrund, wird unterschieden in:

• Laufwasserkraftwerke
• Speicherkraftwerke (z. B. Talsperren)
• Pumpspeicherkraftwerke
• Gezeiten- oder Strömungskraftwerke

Nach der Fallhöhe des Wassers wird unterschieden nach:

• Niederdruckkraftwerken (1 - 20 m)
• Mitteldruckkraftwerken (20 - 100 m)
• Hochdruckanlagen (> 100 m)

Bei der Leistung der Kraftwerke wird unterteilt in:

• Kleinkraftwerke (< 1 Megawatt (MW))
• Mittelkraftwerke (1 - 100 MW) und
• Großkraftwerke (> 100 MW)

Die in Deutschland installierte Gesamtleistung lag 2010 bei 4.780 MW. Damit wurden 19.694 Mrd. Kilowattstunden (kWh) Strom erzeugt. Während die installierte Leistung seit zehn Jahren nahezu konstant und kaum mehr ausbaufähig ist, variiert die erzeugte Strommenge in Abhängigkeit der jährlichen Niederschläge – im regenreichen Jahr 2002 lag sie beispielsweise bei fast 24 Mrd. kWh. Regionale Schwerpunkte der Nutzung sind die süddeutschen Bundesländer, die Mittelgebirge und die großen Flüsse (z. B. Rhein, Donau, Mosel, Neckar und Weser).