Ada dua metode utama untuk menghasilkan listrik dari air. Satu metode menggunakan potensi energi air yang terperangkap di bendungan dalam versi kincir air yang lebih canggih, dan metode lainnya menangkap energi dari gelombang laut. Listrik yang dihasilkan dari air sepenuhnya terbarukan, karena air adalah sumber daya alam yang melimpah dan tidak ada air yang dikeluarkan selama proses pembangkitan listrik. Untuk alasan ini, banyak negara sangat bergantung pada pembangkit listrik tenaga air karena mereka ingin mempromosikan produksi energi yang berkelanjutan.
Ketika bendungan digunakan untuk menghasilkan energi, terowongan dipasang di bendungan saat dibangun. Terowongan ini dilapisi dengan turbin yang berputar ketika air mengalir melalui terowongan. Saat turbin berputar, turbin menghasilkan listrik yang dapat diumpankan ke jaringan atau disimpan. Operator bendungan dapat menentukan jumlah energi yang dihasilkan dengan mengatur aliran air; kebanyakan bendungan mampu menghasilkan daya yang jauh lebih besar daripada yang mereka lakukan setiap hari, yang dapat berguna ketika ada masalah di pembangkit listrik dan fasilitas lainnya.
Listrik yang dihasilkan dari air di lautan dikenal sebagai tenaga gelombang atau energi gelombang. Metode pembangkit listrik ini menggunakan perubahan tingkat udara dari ruang tertutup untuk menggerakkan turbin. Kamar-kamar ini mengapung di bagian laut dengan aktivitas gelombang tinggi, memastikan bahwa banyak energi listrik dapat dihasilkan. Tidak semua wilayah laut cocok untuk pembangkit listrik tenaga ombak, tetapi beberapa komunitas tepi laut telah memanfaatkan teknologi untuk menggerakkan diri mereka sendiri.
Pembangkit listrik merupakan perhatian utama bagi sebagian besar dunia, karena permintaan hanya meningkat seiring dengan pertumbuhan populasi manusia. Manfaat pembangkit listrik tenaga air adalah bahwa begitu fasilitas pembangkit dibangun, mudah untuk memelihara dan mengoperasikannya. Listrik yang dihasilkan dari air juga bersih, karena tidak melibatkan pembakaran bahan bakar fosil untuk menghasilkan tenaga. Orang juga dapat menghasilkan listrik tenaga air sendiri, jika mereka memiliki akses ke badan air yang bergerak cepat sehingga mereka dapat memasang kincir air.
Ada beberapa kelemahan listrik yang dihasilkan dari air. Bendungan, misalnya, bisa sangat merusak ketika dipasang, karena air akan membanjiri daerah di belakang bendungan. Ini telah menjadi kontroversi di masa lalu, terutama ketika bendungan membanjiri lembah yang digunakan oleh penduduk asli untuk pemakaman dan upacara keagamaan. Jika sebuah bendungan jebol, hal itu juga menyebabkan bencana banjir, dan orang-orang yang berada di hilir bendungan cenderung mengalami pengurangan ketersediaan air setelah dipasang. Kekhawatiran juga telah dikemukakan tentang kekuatan gelombang, karena bisa sangat bising dan terbukti merusak kehidupan laut.