L'énergie cinétique produite par une masse d'eau en mouvement est d'abord transformée dans la turbine hydraulique en énergie mécanique. Cette turbine par l'intermédiaire du multiplicateur de vitesse entraîne un alternateur qui transforme l'énergie mécanique en énergie électrique.
L'énergie hydraulique potentielle d'une retenue est donnée par la relation :
avec 
Puissance potentielle hydraulique primaine récupérée : la puissance d'une chute d'eau est déterminée par la formule :
avec 
Remarque :
Le produit : 
caractérise la potentialité d'une chute d'eau.
P : puissance hydraulique en Watt
H : hauteur d'eau en bar : 1 bar = 105 Pascal
Q : débit en m3.s-1