Vodene turbine koriste se za izvlačenje energije iz vode koja se kreće, obično za proizvodnju hidroelektrične energije. Djeluju tako što tjeraju vodu pored kosih lopatica, koje vrte turbine. Vodene turbine mogu se mehanički pričvrstiti na strojeve ili na električni generator. Parne turbine za rad koriste plinovitu paru, a ne tekuću vodu.
Preteča vodenih turbina bio je vodeni kotač, koji se koristio tisućama godina. Vodeni kotač je orijentiran okomito s samo malim dijelom potopljenim ispod vode u bilo kojem trenutku. Ova vrsta kotača se oslanja na horizontalni zamah vode u rijeci za okretanje. Da bi to funkcioniralo, kotač mora imati grebene ili kante za hvatanje vode. Isti princip se koristi u kotaču s parobrodom.
Vodene turbine, međutim, rade na drugačiji način, s lopaticama raspoređenim na način analogan onima kod vjetrenjače. Tekućina teče kroz vjetrenjaču, a ne pokraj nje. Isti dizajn se koristi za vodene turbine, iako je oblik lopatica optimiziran za vodu umjesto zraka.
Vodena turbina počela se intenzivno koristiti tijekom 19. stoljeća. Prije nego što je električna energija bila dostupna, tvornice su se napajale mehanički. Vodene turbine bile su pričvršćene na strojeve na isti način kao što je motor automobila pričvršćen za njegove kotače. Motor se može nastaviti okretati dok mjenjač distribuira snagu na kotače stvaranjem ili prekidom mehaničke veze. Na sličan način, tvornica se može napajati bez uključivanja električne energije.
U novije vrijeme vodene turbine se koriste u hidroelektranama. Ove biljke obično uključuju branu sa značajnom razlikom u razini vode između strana. Biljka izvlači gravitacijsku potencijalnu energiju pohranjenu u višoj vodi tjerajući je da teče kroz vodene turbine; drugim riječima, kako voda pada s visoke razine na nisku, ona gura lopatice vodene turbine i vrti turbinu. Energija rotacije pretvara se u električnu pomoću električnog generatora. U 2008. godini hidroelektrična energija činila je većinu obnovljive energije proizvedene u svijetu.
Parne turbine, s druge strane, iskorištavaju energiju iz pare umjesto tekuće vode. Koriste se u velikoj mjeri u drugim vrstama elektrana. Zapravo, parna turbina je primarna metoda pretvaranja toplinske energije u kinetičku energiju u primjenama velikih razmjera. Bez obzira na to dolazi li toplina u elektrani izgaranjem ugljena ili nuklearnom fisijom, koristi se za kuhanje vode i proizvodnju pare. Para pod visokim tlakom se zatim preusmjerava da teče kroz turbinu, uzrokujući njeno brzo okretanje i okretanje električnog generatora.