Wasserkraftwerke werden in Laufwasserkraftwerke, Speicherkraftwerke, Pumpspeicherkraftwerke, Gezeitenkraftwerke und Wellenkraftwerke unterschieden.

Beim Laufwasserkraftwerk ist die Fallhöhe recht gering, jedoch können große Mengen an Wasser durchfließen. Der Bau einer solchen Wasseranlage ist mit relativ hohen Kosten verbunden, jedoch wird dies durch die lange Lebensdauer solcher Kraftwerke wieder ausgeglichen. Negative Auswirkungen auf die Umwelt lassen sich bei Laufwasserkraftwerken nahezu keine finden. In Deutschland befinden sich die größten Laufwasserkraftwerke an bekannten Flüssen wie Donau, Rhein, Lech, Isar und Inn.

Anders als in Laufkraftwerken können in Speicherkraftwerken große Wassermengen in Staubecken gespeichert und müssen nicht sofort verbraucht und in Energie umgewandelt werden. So wird zum Beispiel in niederschlagsreichen Zeiten Wasser gesammelt, das dann bei Niederschlagsmangel zur Stromerzeugung verwendet werden kann. Auf diese Weise geht Nichts an Energie verloren. Das größte Speicherkraftwerk in Deutschland heißt Walchensee Kraftwerk. Es existiert seit 1924 und verwendet den hochliegenden See als natürlichen Wasserspeicher.

In Pumpspeicherkraftwerken wird Wasser in ein Speicherbecken aufwärts gepumpt. Dieser Vorgang erfolgt dann, wenn gerade wenig Strom benötigt wird. Wird plötzlich viel Strom gebraucht, so werden die hochgepumpten Mengen an Wasser in Strom umgewandelt. Demzufolge wird das Pumpspeicherkraftwerk häufig mit einer Batterie verglichen, die man nach Belieben in Gebrach nehmen und anschließend wieder aufladen kann.

Das Gezeitenkraftwerk nutzt Ebbe und Flut zur Energiegewinnung. Jedoch kann nicht an allen Orten ein Gezeitenkraftwerk genutzt werden. Eine grundlegende Voraussetzung für das Funktionieren dieser Kraftwerksart ist ein erheblicher Unterschied des Wassers im Zustand der Ebbe und der Flut. Da diese Voraussetzung nur an wenigen Plätzen der Erde vorhanden ist, gibt es beispielsweise in Deutschland kein Gezeitenkraftwerk.

Auch Wellen können für die Stromerzeugung dienlich sein, jedoch findet man in Deutschland aufgrund der fehlenden natürlichen Voraussetzungen keine Wellenkraftwerke vor. Diese Art von Wasserkraftwerk wird vorwiegend in England, Dänemark, Norwegen und Frankreich angewandt, wo aufgrund hoher Wellen in den Küstenregionen Strom erzeugt werden kann.