Принцип роботи ГЕС у тому, що енергія напору води за допомогою гідроагрегату перетворюється на електроенергію. Необхідний тиск води забезпечується за допомогою спорудження греблі і водосховища і, як наслідок, концентрації річки в певному місці; або природним потоком води, найчастіше з деривацією.
Принцип роботи використовуваних в ГЕС турбін єдиний. Вода, що під тиском (напір води), надходить на лопаті турбіни, які починають обертатися. Механічна енергія, передається на гідрогенератор, який виробляє електроенергію.
ГЕС – це гідроелектростанція. Як джерело електричної енергії вона використовує енергію падаючого водного потоку. Зазвичай такі станції будують на річках, споруджуючи греблі та водосховища.
Гідроенергія (від грец. ὕδωρ, «вода»), є використанням падаючої або швидко поточної води для виробництва електроенергії або приведення в дію машин. Це досягається за рахунок перетворення гравітаційного потенціалу або кінетичної енергії джерела води в енергію.