Si bien la energía hidráulica fue importante como fuerza motriz en los comienzos de la Revolución Industrial a fines del siglo XVIII, hoy esta fuente se utiliza casi exclusivamente para la generación eléctrica. A nivel mundial, la energía hidráulica aporta el 16 % de la electricidad generada y si tomamos el conjunto de las fuentes renovables, el 71% corresponde a la generación hidroeléctrica, siendo por tanto la fuente renovable más importante.

En el 2016 la potencia instalada a nivel mundial alcanzó los 1.064 GW y la generación en 2014 alcanzó los 1.437 TWh según datos de la Agencia Internacional de la Energía (AIE). Además, según las previsiones de la AIE, la energía hidroeléctrica seguirá creciendo a un ritmo importante hasta doblar su potencia actual y superar los 2.000 GW de potencia instalada en 2050. La mayor parte de este crecimiento provendrá de nuevos proyectos en los países emergentes. Hoy en día los principales generadores de hidroelectricidad son China, Brasil, Canadá, Estados Unidos y Rusia.

Esta fuente es una de las más antiguas para la producción de energía. El aprovechamiento de la energía cinética del agua comenzó hace miles de años para mover las ruedas de los molinos en la molienda de granos. La primera generación hidroeléctrica data de 1880 en una fábrica de Michigan, Estados Unidos, para iluminación.

La energía hidroeléctrica tiene una serie de ventajas. Por ejemplo, las centrales hidroeléctricas tienen una vida útil muy larga, un bajo costo operativo y resulta bastante predecible su capacidad de generación. Además, dentro del embalse se pueden llevar a cabo otras varias actividades como la pesca deportiva y el turismo, y el agua del reservorio puede aprovecharse también para el riego y el consumo humano.

Sin embargo, también presentan una serie de dificultades a tener en cuenta. Los embalses necesitan la inundación de grandes áreas de tierra, modificando el paisaje y afectando a las plantas, fauna y/o poblaciones humanas que se ven obligadas a desplazarse. Además, la instalación de una represa también puede cambiar la temperatura del agua del río, su composición química, las características del flujo de los ríos, y las cargas de sedimentos.

Otra cuestión que presenta este tipo de energía, es que al estar condicionada por el caudal de los ríos, durante los años secos éste disminuye y la capacidad de generación eléctrica se contrae. Por último, como las centrales hidroeléctricas constituyen grandes obras de infraestructura, los tiempos de construcción y puesta en funcionamientos suelen ser largos y a la vez que requieren una gran inversión. Aunque debido a que estas centrales tienen una larga vida útil, este problema se ve reducido.

Dentro de la energía hidráulica, es decir de la producción de energía a partir del aprovechamiento agua en movimiento, además de las centrales hidroeléctricas en los ríos, podemos encontrar otros tipos de energía para la generación de electricidad como son la energía mareomotriz y undimotriz, que aprovechan las mareas y el movimiento de las olas respectivamente. La primera central mareomotriz se instaló hace más de 60 años en Francia, pero su desarrollo ha sido escaso desde entonces. Por su parte, la instalación de una central undimotriz se encuentra todavía en una fase experimental

Actualmente, hay seis centrales mareomotrices que operan en el mundo. La mayor es la del Lago Sihwa en Corea del Sur, con una potencia total de 254 MW. La segunda, y la más antigua, más es la central de La Rance, en Francia, con 240 MW de potencia. Las otras centrales son muchos más pequeñas, tal es el caso de Annapolis Royal en Nueva Escocia, Canadá con 20 MW, seguida por los 3,7 MW de la central Jiangxia en China, Kislaya Guba, Rusia, con 1,7 MW y por último 1 MW generado por la central de Uldolmok también en Corea del Sur.