Энергия природных вод проявляется в разнообразных формах, но только энергия рек на сегодня является основой гидроэнергетики. Гидравлическая энергия отличается рядом свойств. Вода предстает в виде энергоносителя и внутреннего и внешнего энергопреобразователя. Формулы потенциальной мощности и энергии показывает их пропорциональность произведению расхода (стока) на напор.
Рассмотрение баланса водотока в естественном состоянии выявляет, отчего зависит величина кинетической энергии водотока. Генетический анализ энергии рек связывает ее с циклом большого круговорота воды. Поверхностный сток составляет всего 7,6% от всего обращающегося на земле количества воды. Энергетическое использование водотока возможно при различных типах энергетических установок. Наиболее распространенным типом гидроэнергетических установок является гидроэлектрическая станция (ГЭС).
Изучение условий получения водной энергии позволяет выделить естественные источники водной энергии и определить методы искусственной концентрации напора, расхода и создания водной энергии (гидроаккумуляторные установки).