Turbiny wodne są wykorzystywane do pozyskiwania energii z poruszającej się wody, zwykle do produkcji energii wodnej. Działają na zasadzie przetłaczania wody przez skośne łopatki, które obracają turbiny. Turbiny wodne mogą być mechanicznie przymocowane do maszyn lub generatora elektrycznego. Turbiny parowe wykorzystują do działania parę gazową, a nie ciekłą wodę.
Prekursorem turbin wodnych było koło wodne, które było używane przez tysiące lat. Koło wodne jest ustawione pionowo, a tylko niewielka jego część jest zanurzona pod wodą w danym momencie. Ten rodzaj koła opiera się na poziomym pędzie wody w rzece, aby się skręcić. Aby to zadziałało, koło musi mieć grzbiety lub wiadra do chwytania wody. Ta sama zasada jest stosowana w kole wiosłowym parowca.
Turbiny wodne działają jednak inaczej, z łopatami ułożonymi w sposób analogiczny do wiatraka. Płyn przepływa przez wiatrak, a nie obok niego. Ta sama konstrukcja jest stosowana w turbinach wodnych, chociaż kształt łopatek jest zoptymalizowany pod kątem wody, a nie powietrza.
Turbina wodna zaczęła być szeroko stosowana w XIX wieku. Zanim pojawiła się elektryczność, fabryki były zasilane mechanicznie. Turbiny wodne zostały przymocowane do maszyn w podobny sposób, w jaki silnik samochodu jest przymocowany do jego kół. Silnik może nadal się obracać, podczas gdy przekładnia przekazuje moc na koła, tworząc lub przerywając połączenie mechaniczne. W podobny sposób fabryka może być zasilana bez udziału energii elektrycznej.
W ostatnich czasach turbiny wodne są wykorzystywane w elektrowniach wodnych. Rośliny te zazwyczaj obejmują tamę ze znaczną różnicą poziomu wody między bokami. Roślina wydobywa energię potencjalną grawitacji zmagazynowaną w wyższej wodzie, zmuszając ją do przepływu przez turbiny wodne; innymi słowy, gdy woda spada z wysokiego na niski poziom, naciska na łopatki turbiny wodnej i obraca turbinę. Energia obrotowa jest zamieniana na energię elektryczną za pomocą generatora elektrycznego. W 2008 roku energia wodna stanowiła większość energii odnawialnej produkowanej na całym świecie.
Z drugiej strony turbiny parowe wykorzystują energię z pary zamiast z wody w stanie ciekłym. Są szeroko stosowane w innych typach elektrowni. W rzeczywistości turbina parowa jest podstawową metodą przekształcania energii cieplnej w energię kinetyczną w zastosowaniach na dużą skalę. Niezależnie od tego, czy ciepło w elektrowni pochodzi ze spalania węgla, czy z rozszczepienia jądrowego, jest wykorzystywane do gotowania wody i wytwarzania pary. Para pod wysokim ciśnieniem jest następnie kierowana do turbiny, powodując jej szybkie wirowanie i włączenie generatora elektrycznego.