In der Pionierzeit wurde Wasser in Mühlen und Sägewerken so genutzt, dass seine Kraft in mechanische, also Bewegungsenergie umgesetzt und damit Mühlen oder Maschinen angetrieben wurden. Mit Beginn der Elektrifizierung wurden die bestehenden Standorte angepasst, um Bewegungsenergie mit Generatoren in elektrischen Strom umzuwandeln.
In den Anfangszeiten des Wasserkraftwerksbaus standen die technischen Aspekte und die maximale Energienutzung im Vordergrund. In den letzten Jahren haben Umweltschutzaspekte immer größere Bedeutung erlangt, so dass heute der weitere Ausbau nur unter strengen Auflagen und unter Berücksichtigung ökologischer Kriterien erfolgen kann. Bei Kraftwerksanlagen werden heute sogenannte Fischaufstiegshilfen eingeplant, über die Fische und andere Organismen die Barrieren - welche Kraftwerke in einer Flusslandschaft zweifellos darstellen - gefahrlos überwinden können.
Neben großen Wasserkraftwerken existiert in Österreich eine Vielzahl kleiner und kleinster Kraftwerke. Als Kleinwasserkraftwerke gelten Anlagen mit einer elektrischen Leistung bis 10 MW (= Megawatt, Maßeinheit für Leistung). Aufgrund der flächendeckenden Versorgung mit elektrischer Energie ist auch der Wasserkraftausbau an Österreichs Flüssen und Bächen weit fortgeschritten. Wasserkraftwerke können die Ökologie eines Fließgewässers oft grundlegend verändern. Entlegene Wildbäche oder Schluchten sind oft die letzten Referenzstrecken für natürliche Fließgewässer und wertvolle Rückzugsgebiete für bedrohte Tier- und Pflanzenarten.
Um die Kraft des Wasser zu nutzen, gibt es zwei wichtige Parameter: die Menge des Wassers und die Höhe, von der aus das Wasser auf eine Turbine trifft und sie antreibt. Diese wiederum treibt einen Generator an, um Strom zu erzeugen.
Laufkraftwerke liefern den so genannten Grundlaststrom. Ein Laufkraftwerk (z. B. an der Donau) besteht aus einer nicht sehr hohen Staustufe, die einen Fluss überdeckt und so das Wasser aufstaut, damit es durch eine Turbine fließt. Bei Laufkraftwerken ist die Menge des Wassers der Faktor, der die Kraftwerksleistung bestimmt. Im Winter und Hochsommer führen unsere Flüsse weniger Wasser, und wir brauchen mehr Strom, als die Laufkraftwerke liefern. Daher werden zusätzlich Wärmekraftwerke eingesetzt, außerdem muss Strom importiert werden.
Zu Spitzen im Stromverbrauch kommt es morgens, mittags und abends. Der Strom zur Abdeckung dieser Spitzen (Spitzenstrom) wird in Speicherkraftwerken erzeugt. Strom kann nicht in großen Mengen gespeichert werden - Wasser schon. Strom wird in Speicherkraftwerken (z. B. Kaprun) dann produziert, wenn er benötigt wird. Ein Speicherkraftwerk funktioniert vereinfacht so: Vor einem Talausgang wird eine dicke, meterhohe Staumauer errichtet. Das Tal wird dann mit einem Gebirgsbach geflutet, ein Stausee entsteht. Viele hundert Meter unterhalb des Sees befindet sich ein Kraftwerk. Von dem Kraftwerk führen Fallrohre zum Stausee nach oben. Wenn benötigt, wird ein Ventil geöffnet, das Wasser schießt mit ungeheurem Druck nach unten und trifft im Turbinenhaus auf riesige Generatoren zur Stromerzeugung. Bei diesen Anlagen macht die große Höhendifferenz zwischen Turbine und Speichersee die Leistung des Werks aus.
Wasserkraft ist die wertvollste heimische Energieform, die sich ständig erneuert. Dass heutzutage Wasserkraft und Ökologie nicht grundsätzlich im Widerspruch stehen müssen, wurde bereits mit zahlreichen modernen Kraftwerken bewiesen. Auch wenn jede Nutzung einen Eingriff darstellt, wird dieser durch die Errichtung von Fischaufstiegen, die Anbindung von Nebengewässern etc. minimiert. Gleichzeitig leistet die Wasserkraft einen wertvollen Beitrag zur Erreichung der Kyoto-Ziele.
Um den ökologischen Notwendigkeiten Rechnung zu tragen, gibt uns die EU-Wasserrahmenrichtlinie vor, dass in ganz Europa bis 2015 ein "guter Zustand" in allen Gewässern zu erreichen ist (z. B. chemische Mindeststandards). Die Energiewirtschaft und die öffentliche Verwaltung einigten sich darauf, dass bei den Maßnahmenprogrammen zur Wiederherstellung des guten Zustandes in den Gewässern eine ökonomisch-ökologische Optimierung anzustreben ist. Das bedeutet, dass bei den Kraftwerken außer in ökologische Maßnahmen auch in die Modernisierung der Anlagen zur Erhöhung der Stromausbeute investiert wird. Das bringt der Umwelt und der Stromversorgung gleichermaßen Nutzen.
