水力发电机的工作原理，主要如下：水流冲击水轮机转轮，使其转动，并通过主轴带动发电机转子随之转动，在发电机转子线圈中通入直流电流，转子线圈会产生旋转磁场，磁力线在旋转过程中，被定子线圈切割，根据电磁感应原理，定子线圈中会产生电压，定子线圈接入负载后，定子线圈中产生电流。
即为水力发电机工作原理。
1.发电机通常由定子，转子，端盖，机座及轴承等部件构成定子由机座，定子铁芯，线包绕组以及固定这些部分的其他结构件成。
转子由转子铁芯滑环，风扇及转轴等部件组成。
2.由轴承及端盖将发电机的定子，转子连接组装起来，使转子能在定子中旋转，做切割磁力线的运动，从而产生感应电势，通过接线端子引出，接在回路中，便产生了电流。
3.水力发电机组的工作原理为河川，湖泊等位于高处具有势能的水流至低处，经水轮机转换成水轮机的机械能，水轮机推动发电机发电，将机械能转换成电能。
4.水力发电机组中的水轮发电机由水轮机驱动。
发电机的转速决定输出交流电的频率，因此稳定转子的转速对保证频率的稳定至关重要，可以采取闭环控制的方式对水轮机转速进行控制，即采取发出的交流电的频率信号样本，将其反馈到控制水轮机导叶开合角度的控制系统中从而去控制水轮机的输出功率，以达到让发电机转速稳定的目的。
利用水位落差，配合水轮发电机产生电力，也就是利用水的位能转为水轮的机械能，再以机械能推动发电机，而得到电力。
科学家们以此水位落差的天然条件，有效的利用流力工程及机械物理等，精心搭配以达到最高的发电量，供人们使用廉价又无污染的电力。
按集中落差的方式分类分为堤坝式水电厂，引水式水电厂，混合式水电厂，潮汐水电厂，抽水蓄能电厂，按径流调节的程度分类分为无调节水电厂，有调节水电厂，按照水源的性质分为常规水电站，即利用天然河流、湖泊等水源发电。