On kaksi ensisijaista tapaa tuottaa sähköä vedestä. Toinen menetelmä käyttää patojen loukkuun jääneen veden energiapotentiaalia vesipyörän kehittyneemmässä versiossa, ja toinen kerää energiaa valtameren aalloista. Vedestä tuotettu sähkö on täysin uusiutuvaa, koska vesi on runsaasti luonnonvaroja eikä vettä kuluteta sähköntuotantoprosessin aikana. Tästä syystä monet maat luottavat voimakkaasti vesivoimaan, koska ne haluavat edistää kestävää energiantuotantoa.
Kun patoa käytetään energian tuottamiseen, padolle rakennetaan sen tunnelit. Nämä tunnelit on vuorattu turbiinilla, jotka kääntyvät, kun vesi virtaa tunneleiden läpi. Kun turbiinit kääntyvät, ne tuottavat sähköä, joka voidaan syöttää verkkoon tai varastoida. Pato -operaattorit voivat määrittää tuotetun energian määrän säätämällä veden virtausta; useimmat padot pystyvät tuottamaan paljon enemmän sähköä kuin päivittäin, mikä voi olla hyödyllistä, kun muissa voimalaitoksissa ja laitoksissa on ongelmia.
Meren vedestä tuotettua sähköä kutsutaan aalto- tai aaltoenergiaksi. Tämä sähköntuotantomenetelmä käyttää muutoksia turbiinien tiivistettyjen kammioiden ilman tasoissa. Nämä kammiot kelluvat valtameren osissa, joilla on suuri aaltoaktiivisuus, mikä varmistaa, että paljon sähköä voidaan tuottaa. Kaikki valtameren alueet eivät sovellu aaltovoiman tuottamiseen, mutta jotkut merenrantayhteisöt ovat hyödyntäneet tekniikkaa hyödyntääkseen itseään.
Sähköntuotanto on suuri huolenaihe suuressa osassa maailmaa, koska kysyntä kasvaa vain väestönkasvun myötä. Vesivoiman etuna on, että kun tuotantolaitokset on rakennettu, niitä on helppo ylläpitää ja käyttää. Vedestä tuotettu sähkö on myös puhdasta, koska siihen ei liity fossiilisten polttoaineiden polttamista sähkön tuottamiseksi. Ihmiset voivat myös tuottaa vesivoimaa itse, jos heillä on pääsy nopeasti liikkuvaan vesistöön, jotta he voivat asentaa vesipyörät.
Vedestä tuotetulla sähköllä on joitain haittoja. Esimerkiksi patot voivat olla varsin tuhoisia, kun ne asennetaan, koska vesi tulvii patojen takana olevat alueet. Tämä on aiheuttanut kiistoja aiemmin, varsinkin kun padot tulvat laaksoja, joita alkuperäiskansoja käyttävät hautaamiseen ja uskonnollisiin seremonioihin. Jos pato epäonnistuu, se aiheuttaa myös katastrofaalisia tulvia, ja padon alavirtaan jäävillä ihmisillä on taipumus kokea saatavilla olevan veden vähenemistä sen asentamisen jälkeen. Myös aaltovoima on herättänyt huolta, koska se voi olla varsin meluisa ja vahingoittaa meren elämää.