Гидроэлектростанция (ГЭС) состоит из последовательной цепи гидротехнических сооружений, обеспечивающих необходимую концентрацию потока воды и создание напора, и энергетического оборудования, преобразующего энергию движущейся воды
под напором, в механическую энергию вращения, которая, в свою очередь, преобразуется в электрическую энергию . Напор ГЭС создается искусственной концентрацией падения реки на используемом участке плотиной или деривация (рис. 5.1). Гидротурбина, что является неотъемлемой составляющей ГЭС, преобразует механическую энергию воды в энергию вращения вала. Основным рабочим органом гидротурбины, в котором происходит преобразование энергии, является рабочее колесо. Механическое движение гидротурбины обращает гидрогенератор - преобразователь механической энергии в электрическую.
По принципу действия гидротурбины делятся на активные и реактивные. Вода подводится к рабочему колесу в активных гидротурбинах через сопла, в реактивных - через направляющий аппарат. В активной гидротурбине вода перед рабочим колесом имеет давление, является суммой потенциальной энергии уровня подпора, а за ним его давление, равное атмосферному. Разность этих давлений определяет кинетическую энергию, частично используется турбиной. В реактивной гидротурбине давление воды перед рабочим колесом больше атмосферного, а за ним может быть как больше, так и меньше атмосферного.