Il existe une grande diversité de centrales hydrauliques suivant la configuration du cours d’eau, du relief, ou de la hauteur de la chute d’eau (Le terme « usine » est souvent utilisé pour désigner un type de centrale hydraulique) :

- Usines de lac, généralement situés en montagne avec un dénivelé important (comme la centrale du Portillon dans les Pyrénées (1420 m de chute dans une conduite forcée)), ce sont des centrales de hautes chutes placées au pied d'un barrage retenant un lac artificiel de grande superficie. Elles servent à la régulation saisonnière de la production d'électricité.

- Usines d'écluse, ce sont des centrales de moyennes chutes situées aussi en montagne. Elles servent à la régulation journalière ou hebdomadaire de la production d'électricité. Elles ont généralement aussi un débit plus élevé que les usines de lac.

- Usines au fil de l’eau, avec un dénivelé faible (10-15 m) mais un débit très important comme sur les grands cours d’eau (Rhin, Rhône, Isère, Durance…), elles se caractérisent par l'absence de réservoir, ainsi qu'une garantie de produire de l'électricité toute l'année.

- Stations de transfert d’énergie par pompage, turbinant vers l’aval aux heures de forte consommation et pompant l’eau vers l’amont aux heures creuses, afin de réguler l'apport en électricité, car des gros générateurs telles les centrales nucléaires ne pouvant être arrêtées en période creuse (l'électricité n'étant pas stockable), il s'agit de réguler le débit national selon la demande.

- Usine marémotrice, comme celle de la Rance en Ille-et-Vilaine, turbinant le flux des marées.

Selon la nature du barrage (barrage voûte, poids, contrefort, en enrochement ou en terre, mobile…), haute, moyenne ou basse chute, on utilise trois types principaux de turbine : Pelton, Francis ou Kaplan.

A titre d'exemple pour le nombre mondial de barrages et centrales hydroélectriques, le parc EDF (l'un des plus vastes au monde) comporte en Europe 447 centrales hydrauliques (dont le potentiel de génération d'électricité varie entre quelques dizaines de KW à 1800 MW), dont 220 barrages; en tout 7 milliards de m³ d’eau sont stockés dans l’ensemble des barrages d’EDF.