水力发电是利用河流、湖泊等位于高处具有势能的水流至低处，将其中所含势能转换成水轮机所需要的动能，再借借水轮机为原动力，推动发电机转动产生电能。利用水的力量推动水轮机的转子转动，将水能转变为机械能，如果在水轮机上接上发电机随着水轮机转动便可以发出电来，这时机械能又转变为电能。水力发电在某种意义上讲是水的位能转变成机械能，再转变成电能的过程。
混流式水轮机模型 混流式水轮机结构简单，主要部件包括蜗壳、座环、导水机构、顶盖、转轮、主轴、导轴承(见水轮机导轴承)、底环、尾水管等，见图1，图中标示出水流流向。蜗壳是引水部 件，形似蜗牛壳体，一般为金属材料制成，圆形断面。座环置于蜗壳和导叶之间，由上环、下环和若干立柱组成，与蜗壳直接连接;立柱呈翼形，不能转动，亦称为固定导叶。导水机构由活动导叶、调速环、拐臂、连杆等部件组成。转轮与主轴直接相连，是该类型水轮机的转动部件，转轮由上冠、下环、泄水锥和若干固定式叶片组成，其外形和各组成部分的配合尺寸根据其使用的水头不同而有所不同。尾水管是将转轮出口的水流引向下游的水轮机泄水部件，一般为弯肘形，小型水轮机常用直锥形尾水管
轴流式水轮机模型 轴流式水轮机的结构比较复杂，主要部件包括蜗壳、座环、顶盖、导水机构、转轮室、转轮、底环、尾水管、土轴(见水轮机主轴)、导轴承(见水轮机导轴承)等。
轴流式水轮机的蜗壳一般为混凝土浇筑型，水头较高时，亦用钢制蜗壳。混凝土蜗壳是直接在厂房水下部分大体积混凝土中浇筑成的蜗形空腔、断面形状一般为“T”形，钢制蜗壳的断面为圆形。转轮室分为中环和下环两个部分。
轴流式水轮机的转轮包括转轮体和叶片。定桨式转轮叶片按一定角度固定于转轮体上;转桨式则在转轮体内设有一套使叶片转动的操作和传动机构。转轮体有圆柱形和球形两种。转轮叶片的数日一般为4~6个，小型低水头水轮机也有采用3个叶片的。轴流转桨式水轮机具有双调节性能，即导水叶及转轮叶片均可调节，而定桨式则只能调节导水叶。轴流转桨式水轮机能在水头和负荷变化较大范围内保持水轮机的运行稳定性和高效率，从而比定桨式应用得更为广泛
灯泡贯流式水轮机组模型 灯光贯流式水轮机组的发电机密封安装在水轮机上游侧一个灯泡型的金属壳体中，发电机水平方向安装，发动机主轴直接连接水轮机转轮。应用水头范围一般在1~25m，单机出力从几千瓦到几万千瓦。灯泡贯流式水轮机组的水轮机部分由转轮室、轴承、转轮、尾水管等组成