Od zarania dziejów człowiek wykorzystywał potencjał otaczającej go wody. Stosując często bardzo proste metody, starał się pozyskiwać energię mechaniczną w celu ułatwienia sobie codziennych czynności.
Z upływem czasu rozwój technologii sprawił, iż miejsce prymitywnych urządzeń zajęły nowoczesne jednostki nastawione na poprawę efektywności. Nawet, jeżeli ich idea działania pozostawała niezmieniona, to zastosowano w nich najnowsze rozwiązania specjalistów z dziedziny inżynierii materiałowej. Wiele państw traktuje tę gałąź OZE jedynie jako dodatek do zbilansowanej i zdywersyfikowanej energetyki krajowej. Jednak np. Norwegia właśnie na niej oparła swój system elektroenergetyczny.
Najbardziej rozpowszechnionym oraz rozwiniętym pod względem technologicznym sposobem konwersji energii w rozpatrywanym w tym aspekcie są zapory wodne. Budowane na rzekach wykorzystują energię potencjalną wody zakumulowanej wewnątrz sztucznie stworzonego zbiornika. Spiętrzenie oraz napór wody są tym większe, im wyższa jest zapora, co wyjaśnia budowanie kilkuset metrowych obiektów. Oczywiście są one wykorzystywane także, jako rezerwuary wody do celów użytkowych, zbiorniki retencyjne, zapewniające ochronę przeciwpowodziową i mogą służyć także celom rekreacyjnym.
Rozpowszechnioną formą generowania energii elektrycznej są elektrownie szczytowo-pompowe. Zasada ich działania w tym przypadku jest bardzo prosta. Układ składa się z dwóch zbiorników położonych na różnych wysokościach oraz połączonych instalacją rurociągową. Za dnia woda jest spuszczana z górnego zbiornika, po czym przepływając przez turbiny, napędza je i wymusza konwersję energii mechanicznej na elektryczną. W nocy charakter pracy diametralnie zmienia się – woda jest pompowana ze zbiornika dolnego do górnego, a więc zużywa się energię elektryczną. Wpływa na to różnica cen energii elektrycznej za dnia oraz w nocy. Są to układy, które charakteryzują się szybkim rozruchem, dzięki czemu w krótkim odstępie czasu mogą wspomóc system energetyczny.
Kolejna z często spotykanych opcji to elektrownia przepływowa. Jej podstawową cechą jest fakt, iż nie prowadzi do dodatkowego spiętrzania wody. Obiekt budowany jest najczęściej w rejonach jej naturalnego nagromadzenia. Woda przepływa wyznaczonymi do tego kanałami, napędzając w ten sposób zlokalizowane we wnętrzu zapory turbiny. Istotną kwestią w tego typu instalacjach jest brak możliwości regulacji generowanej mocy elektrycznej. Przy braku dodatkowego zbiornika retencyjnego dużo zależy od aktualnych warunków pogodowych.
