是運用水的勢能轉換成電能的發電方式，其原理是利用水位的落差（勢能）在重力作用下流動（動能），例如從河流或水庫等高位水源引水流至較低位處，流的水流推動輪機使之旋轉，帶動發電機發電。高位的水來自太陽熱力而蒸發的低位的水份，因此可以視為間接地使用太陽能。由於技術成熟，是目前人類社會應用最廣泛的可再生能源。以水力發電的工廠稱為水力發電廠，簡稱水電廠，又稱水電站。以大壩儲水形式發電的水力發電是否屬可再生能源存在爭議，甚至爭議排除出潔淨能源的行列。隨著長時研究，以大壩儲水發電所造成的問題慢慢地被發現。這種發電方式造成的問題包括大壩造成的環境會產生強烈的溫室氣體甲烷，而大壩對原有環境的破壞是永久性的、不可逆轉的，但發電功能的壽命卻是有限。慣常水力發電的流程為：河川的水經由攔水設施攫取後，經過壓力隧道、壓力鋼管等水路設施送至電廠，當機組須運轉發電時，打開主閥(類似家中水龍頭之功能)，後開啟導翼（實際控制輸出力量的小水門）使水衝擊水輪機，水輪機轉動後帶動發電機旋轉，發電機加入勵磁後，發電機建立電壓，並於斷路器投入後開始將電力送至電力系統。如果要調整發電機組的出力，可以調整導翼的開度增減水量來達成，發電後的水經由尾水路回到河道，供給下游的用水使用。
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