水力发电的基本原理是利用水位落差，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。水力发电在某种意义上讲是水的势能变成机械能，又变成电能的转换过程。
优势在于水能是一种取之不尽、用之不竭、可再生的清洁能源。但为了有效利用天然水能，需要人工修筑能集中水流落差和调节流量的水工建筑物，如大坝、引水管涵等。因此工程投资大、建设周期长。但水力发电效率高，发电成本低，机组启动快，调节容易。由于利用自然水流，受自然条件的影响较大。水力发电往往是综合利用水资源的一个重要组成部分，与航运、养殖、灌溉、防洪和旅游组成水资源综合利用体系。
但也有缺点，因地形的限制，容量有限，一旦建成后就无法再增加容量；工程量大，需要筑坝移民，也需要强大的科学支撑，建设时间长，建造费用高；因设于天然河川或湖沼地带，容易受风水灾害，且电力输出受天候旱雨的影响；会破损生态环境，大坝以下的水流侵蚀会加剧，下游肥沃的冲积土会因冲刷而减少。
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