以水具有的重力势能转变成动能的水冲水轮机，水轮机即开始转动，若我们将发电机连接到水轮机，则发电机即可开始发电。要是我们将水位提高来冲水轮机，可发明水轮机转速增长。

因此可知水位差愈大则水轮机所得动能愈大，可转换之电能愈高。这便是水力发电的基源头根本理。
能量转化进程是：上游水的重力势能转化为水流的动能，水流畅过水轮机时将动能转达给汽轮机，水轮机发动发电机转动将动能转化为电能。因此是呆板能转化为电能的进程。

由于水电站天然条件的差异，水轮发电机组的容量和转速的变革范畴很大。通常小型水轮发电机和打击式水轮机驱动的高速水轮发电机多接纳卧式布局，而大、中型代速发电机多接纳立式布局。由于水电站多数处在远离都市的地方，通常必要颠末较长输电线路向负载供电

因此，电力体系对水轮发电机的运行稳固性提出了较高的要求：电机参数必要过细选择；对转子的转动惯量要求较大。以是，水轮发电机的外型与汽轮发电机差异，它的转子直径大而长度短。水轮发电机组起动、并网所需时间较短,运行调治机动,它除了一样平常发电以外，特别适宜于作为调峰机组和变乱备用机组。