Vesivoima toimii yksinkertaisella tavalla. Siinä veden liikettä muunnetaan ihmisille käytettävissä olevaan muotoon. Yksinkertaistettuna vesivoima tarkoittaa uusiutuvan energian tuotantomuotoa, jossa veden potentiaalienergiaa hyödyntävät vesivoimalat tuottavat sähköä ja veden liike muuttuu sähköksi. Tulen jälkeen vesi on itse asiassa vanhin ihmisten tuntema tapa tuottaa energiaa. Jokainen tietää, kuinka aurinko haihduttaa meristä ja muista vesistöistä vettä pilviin. Pilvistä vesi sataa alas kerääntyen sisävesistöihin merenpinnan yläpuolelle. Kun vesi virtaa putouksissa ja koskissa, sillä on potentiaalienergiaa. Tämä tarkoittaa sitä, että energia muuttuu liike-energiaksi. Näin on keksitty esimerkiksi vesipyörien ja vesirattaiden hyödyntäminen, joka on alun perin otettu käyttöön jo tuhansia vuosia sitten. Näitä liike-energiaa hyödyntäviä tapoja on käytetty muun muassa maanviljelyssä mekaaniseen työhön, myllyihin, puusahoihin ja tekstiilien valmistukseen. Lista on pitkä. Jo 1800-luvulla kehitelty vesiturbiini on edelleen toimiva keksintö, joskin ei välttämättä aina se kaikista tehokkain.
Vesivoima on ollu laajasti käytössä varsinkin Euroopassa. Sen syytä selvitettäessä on tutustuttu historiaan. Eräs selitys on se, että Euroopan suuri määrä jokia on tehnyt vesivoiman käytöstä helpommin saatavaa. Vesivoimalla on itse asiassa jauhettu viljaa jo antiikin aikana, eli kyseessä ei siis ole uusi keksintö. Euroopassa jokien suuren määrän ansiosta esimerkiksi aseita ja huopia kyettiin tuottamaan, mikä omalta osaltaan auttoi Eurooppaa nousemaan suurvallaksi. Vesivoiman valtakautta on kutsuttu esiteolliseksi aikakaudeksi, joka ennakoi höyrykoneen tuloa. Vesivoiman toimintaa on havainnollistettu kuvilla, jotta sen toimintaa olisi v
ieläkin helpompi ymmärtää.
Kuten jokainen voi pelkällä maalaisjärjellä päätellä, vesivoima on täysin uusiutuva ja puhdas energiamuoto ilmastolle. Näin ollen ilmastonmuutoksen ehkäisyssä se nousee korkealle jalustalle. Vesivoima on myöskin täysin varmaa ja luotettavaa, eikä sen tuotannossa synny lainkaan hiilidioksidia tai muuta kiinteää jätettä. Se ei myöskään luo päästöjä ilmaan, veteen eikä maaperään. Vesivoiman energiantuotanto on hyvin vakaata ja se kykenee tuottamaan suuria määriä sähköä. Vesi ei myöskään vähene tai pilaannu, vaikka se virtaakin voimalaitoksen läpi, mikä taas on täysin päinvastaista esimerkiksi ydinvoimaan verrattaessa. Kunnossapitokustannukset pysyvät matalina, polttoaineita ei tarvita ja voimalat toimivat lähes täysin automaattisesti. Vesivoimaa voidaan myös käyttää perinteisen perusenergian lisäksi säätövoimana, mikä tarkoittaa sähköntuotantoa. Vesivoiman puolestapuhujana toimii täysin se seikka, että vesivoima ei ole säästä riippuvainen. Oli sää millainen tahansa, vesivoimaa voidaan tuottaa. Lisäksi vesivoima ei tarvitse pitkiä käynnistysprosesseja, sillä vettä voidaan varastoida vesivoimaloiden altaissa, jolloin ne toimivat akkujen tavoin. Kun sähkönkulutus nousee, altaista voidaan laskea vettä ja näin saadaan energiaa.
Vesivoimassa on toki myös huonot puolensa. Paikallisia ympäristövaikutuksia ovat esimerkiksi patojen rakennus tai säännöstelyaltaat. Vaikka ilmastovaikutuksia ei olekaan, täysin ympäristövaikutuksilta ei kuitenkaan säästytä. Patojen sijainnit voivat vaikuttaa kalakantoihin. Kun kalat eivät pääse luonnollisesti liikkumaan, niiden kannat voivat vähentyä, mikä taas vaikuttaa esimerkiksi kalastukseen. Kalanistutuksilla näitä ongelmia pyritään kuitenkin pienentämään. Myös vesistöjen säännöstely voi vaikuttaa veden pintoihin ja virtausten vaihteluun.