Žmonės jau seniai naudoja natūraliai tekančio vandens galią, kad gyvenimas būtų patogesnis. Prieš išradus elektrą, upių kriokliai buvo naudojami turbinoms judinti, kurios varė malūnus, kurie kviečius miltuose galėjo sumalti kur kas greičiau nei bet kuri žmogaus ranka. Šios mašinos buvo ne tik tokios efektyvios, kad ir dabar naudojamos, bet ir tapo mechaninėmis - pagrindas generatoriams, kurie galėtų gaminti elektrą judėdami krintančiu vandeniu, arba hidroelektros.
Hidroelektrinės kūrimas prasideda nuo vandens turbinos. Šis prietaisas susideda iš kampuotų ašmenų, apvyniotų ratą. Jo veikimas yra analogiškas greičio rato veikimui, kai turbina sukasi, kai liečiasi su judančiu vandeniu. Kai turbina pastatoma į krintančio vandens kelią, turbina pajudina veleną, kuris savo ruožtu maitina elektros generatorių.
Elektros generatoriaus tipas, paprastai naudojamas vandens turbinoms maitinti, yra standartinis elektromagnetinis generatorius. Ši mašina veikia paverčiant mechaninę energiją (judančių objektų energiją) į elektros energiją. Tai daroma per aparatą, kuris magnetus judina aplink laidininką, generuodamas elektromagnetinį lauką, kuris tada surenkamas kaip elektra.
Nors hidroelektrinė gali būti sukurta iš natūraliai esančių krioklių, dauguma hidroelektrinių gamina vandenį iš žmonių sukurtų krioklių. Šie kriokliai gaminami statant užtvankas, kurios riboja natūralų upės srautą į kanalus, kur vanduo valdys turbinas. Šis procesas maksimaliai padidina energijos surinkimo efektyvumą, nes kontroliuojant vandens srautą mažesniame plote susidaro didesnis slėgis.