蓄水式水电又称水库水电，是最常见的水力发电类型，依靠水库或大型水坝等蓄水设施来储水，然后根据需要放水，让水流经涡轮来发电。

这种水电有助于实现大规模发电。蓄水设施可以大量蓄水，这意味着它们可以产生大量电能。由于能够稳定蓄水，因此蓄水式水电被视为可靠且可预测的能源。不过，在干旱时期，发电可能会受到影响。

抽水蓄能式水电需要在不同海拔的电站之间输水。这些设施在需求低谷期将水从海拔较低处抽到海拔较高处，然后在用电高峰期放水发电。

此类水电站的工作原理就像电池一样，可储存其他能源（如太阳能、风能和核能）产生的能量以供日后使用。这些蓄能系统提供了一种平衡网络内负载的方法。储存的能量可用于满足突然激增的需求，或是在间歇性可再生能源（如风能和太阳能）发电不足时进行补偿。但是，由于合适的地点需要具备位于不同高度的水体，因此选址的难度可能比较大。

引水式系统通常称为径流式水电站，几乎不需要蓄水。取而代之的是，利用河流的自然流量和落差，通过运河或压力管将水引流到涡轮中，产生可再生电力。小型引水式水电站最有可能建在山区，因为山区河流的自然落差能够为发电提供强大水流。

由于不需要大型水库，此类水力发电设施的环境足迹通常小于蓄水设施，对自然生态系统的影响也比较小。但是它们的运行规模也比较小，所以总体发电量较少。而且由于依赖于河流流量，因此变化性可能会更大，尤其是在降雨量随季节变化的地区。

虽然上述类型涵盖了大多数现有水电设施，但还有一些其他类型的水电正在使用。例如，一些设施利用潮汐能，即海洋的潮涨潮落来发电。“微型水电”这一术语指的是旨在为小型社区、单个家庭或远程设施发电的小型系统，可以是径流式水电站，也可以采用小型水库。

中国是世界上水电量最大的国家，装机容量超过 356,000 兆瓦。中国斥巨资兴建水电项目，其中包括世界上最大的水电项目 – 三峡大坝。该大坝位于长江上，竣工于 2012 年，容量 22.5 千兆瓦 (GW)。

水力发电站和其他能源发电量约占美国发电量的 6%。²位于华盛顿州哥伦比亚河上的库里大坝是美国规模最大的水电项目，发电容量约为 6.8 千兆瓦。不过，世界上最著名的水电项目可能要数胡佛大坝。它位于亚利桑那州和内华达州交界处，建成于 1936 年，容量约为 2 千兆瓦。该大坝不仅为内华达州、亚利桑那州和加利福尼亚州的公共和私营公用事业供电，而且还能调节灌溉水流量并提供防洪功能。

水电是欧洲重要的可再生能源，占欧盟发电量的 12% 以上。³例如，挪威 90% 以上的电力来自水电。⁴就容量而言，欧洲最大的水电项目是俄罗斯的萨扬-舒申斯克大坝。它是世界第七大水电站，容量 6.4 千兆瓦。

南美洲有几个重要的水电项目。伊泰普大坝是巴西和巴拉圭在巴拉那河上的合资项目，是世界上最大的水电生产者之一，装机发电容量 14 千兆瓦。委内瑞拉的古里大坝（又称西蒙-玻利瓦尔水电站）容量约为 10.2 千兆瓦，提供了该国 80% 的电力。

为满足日益增长的能源需求，许多非洲国家或地区正在转向水电。埃塞俄比亚复兴大坝和刚果民主共和国英加大坝等项目有望为非洲大陆提供大量可再生能源。在埃及，尼罗河上的阿斯旺大坝是非洲最大的水电项目之一，竣工于 1970 年，发电容量约为 2.1 千兆瓦。该大坝增加了用于灌溉和水力的蓄水量，从而对该国的农业和经济产生了影响。