Хидроенергија је енергија која потиче од кретања воде. Ово кретање је део воденог циклуса Земље, а то је непрекидна циркулација воде кроз земљу, океане и атмосферу. Количина енергије коју вода у покрету зависи од запремине у покрету и њене брзине. Вода је један од најстаријих извора енергије. Древне цивилизације су користиле хидроенергију за наводњавање и као механизам за млевење жита. У савременом периоду хидроенергија обезбеђује 20 посто светске обновљиве енергије.
Воденично коло
•••Хемера Тецхнологиес / АблеСтоцк.цом / Гетти Имагес
Водени точкови су били најчешћи облик хидроенергије, од пре више од 4.000 година до 19. века. Они су енергију воде која тече претворили у ротационо кретање. Ово кретање је затим покретало кретање камења и полуга за млевење жита, минералне руде и сече дрвне грађе. Точак је лежао водоравно или вертикално у текућој води, као што је река или поток. Проток воде приморао је точак да се креће када је ударио у лопатице причвршћене за спољни оквир точка. Снага воде се повећавала док је текла кроз уске канале или млазнице.
Турбине
•••Тхинкстоцк Имагес / Цомстоцк / Гетти Имагес
Водене турбине су развој из воденог точка и претече модерне производње електричне енергије. Уместо да удари у фиксно весло на точку, проток воде активира ротирајући ротор који може имати стотине лопатица. Осовина је причврстила везе ротора за турбогенератор, који је џиновски магнет са завојитом жицом унутар њега. При окретању вратила у турбини се ствара електрична струја.
Бране
•••Цхина Пхотос / Гетти Имагес Невс / Гетти Имагес
Бране задржавају велике количине воде која тече из река и стварају резервоар иза потпорног зида. Пенстоцк је цев или запорни отвор од дна резервоара који пролази кроз брану до водене турбине. Вода из резервоара тече под високим притиском из резервоара до турбине и ствара електричну енергију. Брана Три клисуре на реци Јангце у Кини највећа је хидроелектрана на свету где проток воде напаја 32 турбине.
Пумпед Стораге
Оператори хидроелектрана могу да складиште енергију током периода мале потрошње електричне енергије и да је ослобађају током периода највеће потражње, користећи методе складиштења пумпама. Током периода мале потражње, вода која је већ протицала кроз турбине пумпа се назад у одвојени резервоар за складиштење изнад турбина. Ова вода тече назад кроз турбине током периода највеће потражње. Систем омогућава брзо покретање за додатну производњу енергије.