Postoje dvije osnovne metode za proizvodnju električne energije iz vode. Jedna metoda koristi energetski potencijal zarobljene vode u branama u sofisticiranijoj verziji vodenog kotača, a druga hvata energiju iz oceanskih valova. Električna energija proizvedena iz vode u potpunosti je obnovljiva, budući da je voda bogat prirodni resurs i ne troši se voda tijekom procesa proizvodnje električne energije. Zbog toga se mnoge nacije u velikoj mjeri oslanjaju na hidroelektričnu energiju jer žele promicati održivu proizvodnju energije.
Kada se brana koristi za proizvodnju energije, tuneli se ugrađuju u branu kada je izgrađena. Ovi tuneli su obloženi turbinama koje se okreću kada voda teče kroz tunele. Kako se turbine okreću, one stvaraju električnu energiju koja se može dovoditi u mrežu ili skladištiti. Operateri brana mogu odrediti količinu proizvedene energije reguliranjem protoka vode; većina brana sposobna je proizvesti daleko više energije nego na dnevnoj bazi, što može biti korisno kada postoje problemi u drugim elektranama i objektima.
Električna energija proizvedena iz vode u oceanu poznata je kao valna snaga ili energija valova. Ova metoda proizvodnje energije koristi promjene u razinama zraka u zatvorenim komorama za pogon turbina. Ove komore plutaju na dijelovima oceana s visokom aktivnošću valova, osiguravajući da se može proizvesti velika količina električne energije. Nisu sva područja oceana prikladna za generiranje energije valova, ali neke su primorske zajednice iskoristile tehnologiju kako bi se napajale.
Proizvodnja električne energije glavna je briga za veći dio svijeta, budući da potražnja raste samo s rastućom ljudskom populacijom. Prednost hidroelektrane je u tome što je nakon izgradnje proizvodnih objekata lako održavati i upravljati njima. Električna energija proizvedena iz vode je također čista, budući da ne uključuje spaljivanje fosilnih goriva za proizvodnju energije. Ljudi također mogu sami proizvoditi hidroelektričnu energiju, ako imaju pristup vodenoj površini koja se brzo kreće tako da mogu instalirati vodene kotače.
Postoje neki nedostaci električne energije proizvedene iz vode. Brane, na primjer, mogu biti prilično destruktivne kada su postavljene, jer će voda poplaviti regije iza brana. To je u prošlosti bio razlog za kontroverze, posebno kada su brane poplavile doline koje su domorodački narodi koristili za pokope i vjerske ceremonije. Ako brana propadne, to također uzrokuje katastrofalne poplave, a ljudi nizvodno od brane imaju tendenciju da dožive smanjenje dostupne vode nakon što je postavljena. Izražena je i zabrinutost zbog snage valova, budući da može biti prilično bučan i može se pokazati štetnim za morski život.