Das Wehr staut das anströmende Wasser auf, um es kontrolliert an die Turbine weiterzuleiten. Der Wasserpegel in diesem auch als Oberwasser bezeichneten Stauraum wird - auch in Verbindung mit den Erfordernissen der Schiffbarkeit des Gewässers - möglichst auf gleichbleibender Höhe gehalten. Da die Turbinen nicht mehr Wasser aufnehmen können, als bei ihrer Auslegung veranschlagt, muss das zusätzlich anfließende Wasser entsprechend abgeleitet werden können. Vor allem bei Hochwasser fließt ein Großteil des Wasser über das Wehr oder rauscht sogar durch Ziehen des Wehrs durch. In diesem Fall sinkt die Fallhöhe und mit ihr die Energie, die zur Stromerzeugung nötig ist.
Das Wasser, das durch einen Einlaßkanal in die Turbine gelangt, fließt zunächst durch einen Rechen, der das Schwemmgut zurückhält. Die Turbine befinden sich in einem gemeinsamen Gebäude zusammen mit den Generatoren und Regelungseinrichtungen. Im Außenbereich befinden sich zumeist die Transformatoren. Der Auslauf kann bei Überdruckturbinen als Saugrohr ausgebildet sein. Dessen Querschnitt erweitert sich zum Auslauf hin, wodurch Verluste durch Verwirbelungen verringert werden und die Fallhöhe besser ausgenutzt wird.

Die Ausnutzung der Turbine hängt einerseits von der gerade verfügbaren Wassermenge, also dem Abfluss ab und andererseits von dem aktuellen Unterwasserstand beziehungsweise der daraus resultierenden Fallhöhe: Sinkt der Abfluss unter den maximalen Wert, für den die Turbine ausgelegt ist, so wird zwar die Fallhöhe durch den sinkenden Pegel des Unterwassers größer, die Stromerzeugung geht jedoch insgesamt zurück. Auch bei angemessen dimensionierten Turbinen kann es in seltenen Fällen vorkommen, dass bei einem sinkenden Wasserangebot der Mindestdurchfluss unterschritten wird, den die Turbine benötigt um zu arbeiten; dann muss die Anlage vorübergehend komplett abgeschaltet werden.