I et vannkraftverk er det også generatorer og turbiner, men en vannturbin har svært mye større virkningsgrad enn en damp- eller gassturbin. Det er her snakk om virkningsgrader opp mot 95 %. Et vannkraftverk utnytter den potensielle energien som vann i en dam eller reservoar på et høyere nivå enn havet har. Fra dammen ledes vannet inn i en trykktunnel i fjell (eller i mange tilfeller et rør nedgravd eller lagt på utsiden av fjell) ned mot kraftverkets turbiner som driver generatorene. Etter at vannet forlater turbinene ledes det tilbake til vassdraget eller direkte ut i havet. I mange tilfeller er det snakk om at flere dammer og elver forsyner vann til en og samme kraftstasjon. Tunnelene mellom disse og kraftstasjonen kan være mange kilometer lange og ha et tverrsnitt mye større enn en vegtunnel. En dam gir reguleringsmuligheter, det vil si at vann kan samles opp og benyttes på en tid av døgnet eller året når energibehovet er stort. Dermed kan produksjonen i større eller mindre grad gjøres uavhengig av nedbøren. I elvekraftverk finnes ikke denne muligheten til å samle opp vann, og kraftverkets produksjon blir da helt bestemt av elvens vannføring. Dette er altså av typen definert som ikke-forutsigbar kraft.