Energia wodna może być znacznie tańsza od spalania paliw kopalnych czy energii jądrowej. Obszary bogate w energię wodną przyciągają przemysł niskimi cenami elektryczności. W niektórych krajach o wykorzystaniu energii wodnej zaczynają decydować względy ochrony środowiska, przeważając nad kalkulacją cen.
Podstawy fizyczne Źródło energii wodnej ocenia się według dostępnej mocy, to znaczy energii uzyskiwanej w jednostce czasu. Przy wykorzystaniu wody spadającej z pewnej wysokości dostępna moc wiąże się ze spadkiem hydraulicznym (wysokością, z jakiej spływa woda), przepływem (ilością wody spływającej w jednostce czasu) i zazwyczaj również z prędkością przepływu. W przypadku gdy woda spływa ze zbiornika (jezioro, spiętrzenie), spadkiem hydraulicznym jest różnica poziomów pomiędzy lustrem wody w zbiorniku górnym i wylotem turbiny, ponieważ ciśnienie hydrostatyczne u podstawy wynika wprost z wysokości słupa wody.
Energia potencjalna uwalniana podczas spadku ciała o masie z wysokości w polu grawitacyjnym o przyspieszeniu wynosi
Elektrownia wodna wykorzystuje energię uwalnianą podczas sterowanego spadku wody z ustalonej wysokości.