Η υδροηλεκτρική ενέργεια χρησιμοποιεί διαφορετικές δυνάμεις που δημιουργούνται από την κίνηση του νερού για την παραγωγή ενέργειας για διάφορους σκοπούς. Αναφέρεται επίσης ως υδροηλεκτρική ενέργεια ή απλώς ως υδροηλεκτρική ενέργεια. Η υδροηλεκτρική ενέργεια μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας ή επίσης για τη δημιουργία μηχανικής κίνησης που λειτουργεί μηχανές για διάφορες ανάγκες. Σε αντίθεση με πολλές άλλες πηγές ενέργειας, όπως τα ορυκτά καύσιμα, το νερό παρέχει μια σταθερή πηγή ενέργειας που δεν μπορεί να εξαντληθεί.
Υπάρχουν διάφοροι τύποι φυσικών κινήσεων του νερού που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για υδροηλεκτρική ενέργεια. Το κύριο φαινόμενο είναι το νερό που ρέει κατά μήκος ενός ποταμού ή κάτω από καταρράκτες, όπου η δύναμη από το νερό που ρέει από ένα υψηλότερο μέρος σε ένα χαμηλότερο μέρος χρησιμοποιείται για την παραγωγή ενέργειας. Γίνεται πολλή έρευνα που διερευνά τη χρήση των κυμάτων και της παλίρροιας ως άλλη πηγή υδροηλεκτρικής ενέργειας. Για παράδειγμα, ένα γυροσκόπιο που επιπλέει στα κύματα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να κινήσει έμβολα με την άνοδο και την πτώση της στάθμης του νερού ή άλλες συσκευές μπορούν να χρησιμοποιήσουν τα κύματα για να συμπιέσουν τον αέρα, ο οποίος στη συνέχεια κινεί έναν στρόβιλο για να παράγει ενέργεια.
Τα ποτάμια χρησιμοποιήθηκαν για πρώτη φορά για την ισχύ του νερού, όπου οι τροχοί σχεδιάστηκαν για να γυρίζουν από τη δύναμη του νερού για να λειτουργούν μύλους και διάφορα είδη μηχανημάτων. Τα φράγματα, που χρησιμοποιούνται κυρίως για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, κατασκευάζονται συχνά παράλληλα με άλλους τύπους σταθμών παραγωγής ενέργειας και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη ρύθμιση της ποσότητας του νερού που ρέει μέσα από αυτά για την παραγωγή διαφορετικών ποσοτήτων ενέργειας. Δεν είναι απολύτως απαραίτητο να κατασκευαστεί ένα φράγμα για αυτόν τον τύπο υδροηλεκτρικής ενέργειας και οι υδροηλεκτρικοί σταθμοί χωρίς φράγματα, όπως αναφέρονται, θα χρησιμοποιούν συνήθως ένα μικρότερο τμήμα ενός ποταμού ή ρέματος.
Υπάρχουν πολλές πηγές υδροηλεκτρικής ενέργειας που δεν έχουν ακόμη αναπτυχθεί σε όλο τον κόσμο, ειδικά καθώς εξαντλούνται άλλες πηγές ενέργειας. Αν και πιο φιλική προς το περιβάλλον από άλλες πηγές, η υδροηλεκτρική ενέργεια δεν είναι χωρίς προβλήματα. Τα φράγματα μπορούν να έχουν αρνητικό αντίκτυπο στα γύρω οικοσυστήματα, όπως χαμηλότερους πληθυσμούς ψαριών καθώς και μείωση της ποιότητας του ίδιου του νερού. Εξαιτίας αυτού, οι υδροηλεκτρικοί σταθμοί πρέπει να κατασκευαστούν με γνώμονα το περιβάλλον, με διασφαλίσεις για την αποκατάσταση τυχόν απωλειών που ενδέχεται να προκληθούν, σε συνδυασμό με συνεχή παρακολούθηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων.