Energia potencjalna odgrywa podstawową rolę w przekształceniu energii wody na energię elektryczną. Przemiana energii potencjalnej na kinetyczną następuje w turbinach wodnych. Następnie w hydrogeneratorach (prądnicach elektrycznych) jest przemieniana na energię elektryczną. Otrzymanie dużej mocy jest możliwe poprzez koncentracje w ograniczonym obszarze, dużego przepływu wody oraz dużej różnicy poziomów. Tworzone są sztuczne spady poprzez:
- budowę elektrowni podziemnej lub obniżenie dolnego poziomu,
- zwiększenie górnego poziomu wody,
- budowę kanału skracającego (co zmniejsza straty przepływowe).
W praktyce niejednokrotnie sposoby te stosowane są jednocześnie.
W przypadku elektrowni wodnych odnawialna jest energia wód, natomiast miejsce lokalizacji zapór – nie. Dzieje się tak, ponieważ zbiorniki wodne tracą swoją funkcję przez zamulenie materiałem rzecznym.
W hydroenergetyce tkwi znaczny potencjał pozyskiwania energii. Dla przykładu, energia potencjalna jednej tony wody podniesionej na wysokość 100m wynosi 0,273 kWh. Energia wodna to długi okres użytkowania i relatywnie niskie koszty eksploatacyjne.
