जीवन को और अधिक सुविधाजनक बनाने के लिए मनुष्य लंबे समय से प्राकृतिक रूप से बहने वाले पानी की शक्ति का उपयोग कर रहा है। बिजली के आविष्कार से पहले, नदी के झरनों का उपयोग टर्बाइनों को स्थानांतरित करने के लिए किया जाता था, जो मिलों को संचालित करती थीं जो किसी भी मानव हाथ की तुलना में गेहूं को तेजी से आटा में पीस सकती थीं। ये मशीनें न केवल इतनी प्रभावी थीं कि आज भी उपयोग की जाती हैं, बल्कि ये यांत्रिक बन गईं जनरेटर के लिए आधार जो गिरते पानी की गति से बिजली पैदा कर सकता है, या जलविद्युत।
पनबिजली का निर्माण पानी के टरबाइन से शुरू होता है। इस उपकरण में एक पहिया के चारों ओर लिपटे कोण वाले ब्लेड होते हैं। इसका संचालन टर्बाइन कताई के साथ एक पिनव्हील के समान होता है क्योंकि यह चलती पानी के संपर्क में आता है। जब टरबाइन को गिरते पानी के रास्ते में रखा जाता है, तो टरबाइन एक शाफ्ट को हिलाता है, जो बदले में, एक विद्युत जनरेटर को शक्ति प्रदान करता है।
विद्युत जनरेटर का प्रकार जो आमतौर पर पानी के टर्बाइनों को बिजली देने के लिए उपयोग किया जाता है, एक मानक विद्युत चुम्बकीय जनरेटर है। यह मशीन यांत्रिक ऊर्जा (चलती वस्तुओं की ऊर्जा) को विद्युत ऊर्जा में बदलने का काम करती है। यह एक उपकरण के माध्यम से किया जाता है जो एक कंडक्टर के चारों ओर चुम्बक को घुमाता है, एक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है जिसे तब बिजली के रूप में एकत्र किया जाता है।
जबकि जलविद्युत प्राकृतिक रूप से मौजूद झरनों से उत्पन्न किया जा सकता है, अधिकांश जलविद्युत संयंत्र मानव निर्मित झरनों से पानी उत्पन्न करते हैं। ये झरने बांधों के निर्माण से बने हैं, जो एक नदी के प्राकृतिक प्रवाह को उन चैनलों में प्रतिबंधित करते हैं जहां पानी टर्बाइनों को बिजली देगा। यह प्रक्रिया ऊर्जा संग्रह की दक्षता को अधिकतम करती है क्योंकि जल प्रवाह का नियंत्रण एक छोटे से क्षेत्र में उच्च दबाव बनाता है।