Wasserkraftanlagen werden deshalb von Energieversorgern insbesondere zur Deckung der Lastspitzen bei der Stromerzeugung betrieben. Sie stoßen keinerlei Schadstoffe aus und sind deshalb aus ökologischer Sicht besonders wertvoll. Durch die direkte Erzeugung von Strom ist der Beitrag zum Klimaschutz besonders groß (Strom ist eine hochwertige Energie; die Erzeugung ist normalerweise mit einem sehr hohen CO2-Ausstoß verbunden). Allerdings sind auch hier Grenzen gesetzt. In Baden-Württemberg ist das maximal nutzbare Potential bereits zu annähernd zwei Dritteln ausgeschöpft.

Wegen der starken jahreszeitlich bedingten Schwankungen der Wassermenge können Wasserkraftanlagen nicht mit konstanter Leistung betrieben werden. Das Verhältnis von Niedrig- zu Hochwasser schwankt beispielsweise von 1 : 13 (Rhein) bis zu 1 : 7400 (Jagst). Für den privaten Hausgebrauch spielt die Wasserkraft keine bzw. nur eine untergeordnete Rolle. Insgesamt liegt der Anteil der Wasserkraft an den erneuerbaren Energien mit ca. 80 - 90% sehr hoch. Der große Vorteil gegenüber der Nutzung von Windenergie besteht darin, dass der Zeitpunkt der Energieerzeugung in gewissen Grenzen bestimmt werden kann, da die Lageenergie des Wassers in einem Staubecken gespeichert werden kann.

Eine weitere Möglichkeit, die Energie des Wassers zu nutzen, bietet sich durch Gezeitenkraftwerke. Dabei kann durch Aufstauen sowohl bei Ebbe als auch bei Flut Energie gewonnen werden.
In einem Wasserkraftwerk treibt das Wasser eine Turbine an und erzeugt so mechanische Energie. Die Turbine wiederum treibt einen Stromgenerator an. Die Wasserdurchflußmenge und die Fallhöhe sind entscheidend für die Dimensionierung der Anlage.