1878年法國建成世界第一座水電站。20世紀30年代後，水電站的數量和裝機容量均有很大發展。20世紀80年代末，世界上一些工業發達國家，如瑞士和法國的水能資源已幾近全部開發。
　　20世紀世界裝機容量最大的水電站是巴西和巴拉圭合建的伊泰普水電站，裝機1260萬千瓦。世界第一座抽水蓄能電站是瑞士於1879年建成的勒頓抽水蓄能電站。世界裝機容量最大的抽水蓄能電站是1985年投產的美國巴斯康蒂抽水蓄能電站。世界第一座潮汐電站於1913年建於德國北海之濱。最大的潮汐電站是法國建於聖瑪珞灣的朗斯潮汐電站，裝機24萬千瓦。日本在1978年建成的海明號波浪發電試驗船則是世界上第一座大型波能發電站。
　　我國最早建成的水電站是雲南省昆明市郊的石龍壩水電站，電站一廠於1910年7月開工，1912年4月發電，最初裝機容量為480 千瓦。我國1988年竣工的湖北葛洲壩水利樞紐，裝機271.5萬千瓦。1986年在浙江省建成試驗性的江廈潮汐電站，裝機3200千瓦。1994年開工興建的三峽水利樞紐，裝機容量為2250萬千瓦(32台70萬千瓦+10萬千瓦地下電源電站)，到目前為止已經成為世界上最大的水電站。
　　水電站通常用大壩攔蓄水流、抬高水位形成水庫，並修建溢流壩、溢洪道、泄水孔、泄洪洞等泄水建築物釋放多餘洪水。水電站引水建築物可采用渠道、隧洞或壓力鋼管，其首部建築物稱進水口。
　　水電站廠房分為主廠房和副廠房，主廠房包括安裝水輪發電機組或抽水蓄能機組和各種輔助設備的主機室，以及組裝、檢修設備的裝配場。副廠房包括水電站的運行、控製、試驗、管理和操作人員工作、生活用房。引水建築物將水流導入水輪機，經水輪機和尾水道引至下遊。當有壓引水道或有壓尾水道較長時，為減小水擊壓力常修建調壓室。而在無壓引水道末端與發電壓力水管進口的連接處常修建前池。為了將電廠生產的電能輸入電網還要修建升壓開關站。