1. Přehrada nebo nádrž:
Přehrada je postavena k vytvoření rezervoáru vody ve vyšší nadmořské výšce. Výškový rozdíl mezi hladinami vody vytváří potenciální energii, podobně jako voda uložená ve vyšším bodě má gravitační potenciální energii.
2. Přivaděč:
Přivaděč je velká trubka nebo tunel, který přenáší vodu z nádrže do turbíny. Voda protéká přivaděčem velkou silou v důsledku výškového rozdílu a vytváří vysokotlaký proud.
3. Turbína:
Turbína je srdcem vodní elektrárny. Jedná se o rotační zařízení se speciálně navrženými lopatkami nebo kbelíky, které přeměňují kinetickou energii proudící vody na mechanickou energii. Voda dopadá na lopatky turbíny a způsobuje jejich rotaci.
4. Generátor:
Rotující hřídel turbíny je spojen s generátorem. Generátor je elektromagnetické zařízení, které přeměňuje mechanickou energii z turbíny na elektrickou energii. Jak se turbína točí, indukuje v generátoru magnetické pole, což vede k výrobě elektřiny.
Hnací silou hydroelektrické energie je tedy tok vody z vyšší nadmořské výšky do nižší nadmořské výšky, kterého se obvykle dosahuje stavbou přehrady a vytvořením nádrže. Tento proud vody generuje kinetickou energii, kterou turbína využívá k vytváření rotačního pohybu. Turbína zase pohání generátor a přeměňuje mechanickou energii na energii elektrickou.