A turbina hidroelétrica é um equipamento capaz de transformar a energia cinética resultante do movimento da água, em eletricidade. Esse movimento, por sua vez, resulta da diferença de altitude entre o ponto de captação e de restituição da água (cota da altura de queda). Neste caso, a cota corresponde à diferença entre o nível da água no canal e o nível da água no rio, no local de restituição. Assim, e contrariamente ao que é habitual, o peso da água, que corresponde à energia potencial, está a jusante e não a montante da turbina. Essa energia potencial transforma-se em energia cinética da água, sobre as pás da turbina, fazendo girar o veio entre estas e o gerador. Desta forma, a energia cinética é transformada em energia mecânica no veio, que é dada pelo produto da velocidade de rotação pelo binário.
O gerador elétrico, por sua vez, transforma a energia mecânica no veio, em eletricidade.
As pequenas centrais hidroelétricas, devido à sua dimensão e ao ciclo da água, são consideradas como fontes renováveis para produção de eletricidade.