Su gücünden yararlanılarak çalıştırılan makinelerle elektrik üretilen merkezlere hidroelektrik santral adı verilir. Hidroelektrik santrallerde, düşen su kütlesi bir alternatöre mekanik biçimde bağlanmış bir hidrolik türbini harekete geçirir. Bu tür santrallerde, barajlarda biriken sular kullanılır. Bu sular hem uygun bir biçimde düşerek türbinleri çalıştırır hem de büyük su hazneleri oluşturlar (yaz aylarında karların erimesiyle, ilkbaharda ve sonbaharda yağmurlarla)

Genel olarak, hidroelektrik santraller kendilerini besleyen suyun düşme yüksekliğine göre sınıflandırılırlar. Suların çok yüksekten düştüğü santrallerde yüksek kesimlerde bulunan doğal ya da yapay göllerin suyu kullanılır. Bunlarda suyun debisi çok zayıf olabilir, çünkü bu eksiklik suyun çok yüksekten düşmesiyle giderilir. Burada 450 m yükseklikten düşen 1 metreküp su 1kWs'lik enerji ürettiğini belirtmek gerekir. Çoğu zaman santraller barajlardan çok uzakta bulunur, su türbinlere betondan ya da çelik çemberli ve güçlü borularla ulaştırılır.

Ülkemiz hidroelektrik enerji potansiyeli bakımından zengindir. Özellikle Doğu Anadolu Bölgesi yüksek ve engebeli yer şekillerine sahip olduğu için bu bölgemiz hidroelektrik enerji üretimi bakımından ilk sırada yer almaktadır. Ülkemizde termik santrallerden sonra elektrik ihtiyacımızın yüzde 25 ini hidroelektrik santralleri karşılar. Hidroelektrik üretimi potansiyelimizin yaklaşık yarısı Fırat Havzasındadır. Hidroelektrik santraller yenilenebilir enerji kaynakları arasında yer aldığı için çevreye ve doğaya zarar vermezler. Atatürk, Keban, Karakaya, Oymapınar, Gökçekaya, Özlücü, Adıgüzel, Altınkaya başlıca hidroelektrik santrallerimiz arasında yer alır.