Vodná energia sa využíva už od staroveku, sprvoti na dopravu, t.j. splavovanie lodí a pltí po prúde rieky a neskôr na pohon mechanizmov, t.j. mlynov, hámrov, čerpadiel a píl. Predstavuje technicky využiteľnú potenciálnu, kinetickú alebo tepelnú energiu všetkého vodstva na Zemi. Voda tvorí až 71% celkovej plochy Zeme. Je to obnoviteľný a ekologicky čistý zdroj energie.

V dôsledku slnečnej aktivity, ktorá napomáha odparovaniu z morí, oceánov a vodných plôch, následne tvorbe vodnej pary, oblakov a nakoniec spätnému návratu na zemský povrch vo forme zrážok, čím sa vytvára uzavretý kolobeh vody, tzv. vodný cyklus. Energiu, ktorú voda takto ponúka, je možné využiť na pohon strojov alebo výrobu elektrickej energie vo vodných elektrárňach. Voda sa najprv zhromaždí v nádrži, ktorá vzniká prehradením rieky a zaplavením jej údolia. Následne potrubím prúdi do turbín. Lopatky turbín sa prúdom vody rozkrútia, čím otáčajú generátory na výrobu elektrickej energie.

Na Slovensku má využitie vodnej energie a s ňou súvisiaca výstavba vodných diel dlhú tradíciu. Počiatky siahajú až do 14. storočia, kde sa v okolí banských miest  voda používala pre banícke účely a vďaka vodnému kolesu na pohon mlynov a hámrov. V 18. storočí sa rozvinula výstavba vodných nádrží a voda z nich sa používala na pohon banských strojov. Koncom 19. storočia sa začalo využívanie vodnej energie na výrobu elektrickej energie. Prvá vodná elektráreň na Slovensku bola postavená už v roku 1886 v Košiciach, osadená Francisovou turbínou. Z našich vodných elektrární vyniká prečerpávacia vodná elektráreň Čierny Váh s inštalovaným výkonom 735 MW a Vodné dielo Gabčíkovo s výkonom 720 MW.

Na Slovensku sa využíva predovšetkým potenciál rieky Váh, kde bola vybudovaná sústava 22 vodných elektrární, nazývaná aj Vážska kaskáda. Veľké priehrady sú aj na Dunaji, Orave a Hornáde. Vodná energia je v Slovenskej republike najviac využívaný obnoviteľný zdroj energie na výrobu elektriny. Využiteľný potenciál na výrobu elektrickej energie na báze vodnej energie predstavuje 7361 GWh za rok a je v súčasnosti využívaný na 57,5%.

Mnohé krajiny využívajú prílivové a odlivové javy, ktoré vznikajú pôsobením gravitačných síl okolitých vesmírnych telies na zemských moriach. Tieto javy sa objavujú sa s určitou pravidelnosťou, pričom základná frekvencia opakovania sa zodpovedá perióde 24 h 50 min. Presne s takou istou periódou obieha okolo Zeme Mesiac. Prílivové a odlivové javy spôsobuje nielen Mesiac, ale aj Slnko, pričom účinok Mesiaca je asi dvojnásobný ako účinok Slnka. Súčasným pôsobením dvoch gravitačných síl týchto dvoch vesmírnych telies nastáva určité „nasávanie“ a „odtláčanie“ vodných más, teda vznik prílivu a odlivu. Príliv a odliv sa vyskytuje aj na otvorenom mori, kde je rozdiel hladín maximálne 1 m. Pri pobreží sa však vyskytuje príliv a odliv v oveľa väčšej intenzite, pretože jeho vlny dosahujú až niekoľko metrov. Takýto vysoký rozdiel hladín možno úspešne využiť na výrobu energie.

Čerpaním vody z mora v čase prílivu  sa hladina vody zvýši nad úroveň prílivu. Po opadnutí prílivu je rozdiel výšok hladín na oboch stranách väčší. Nahromadená voda pretečie turbínami, z ústia priehrady sa odčerpá voda. Lopatky sa pri prílive obrátia, voda prúdi späť do ústia priehrady a cyklus sa opakuje. Prvá prílivová elektráreň bola postavená v Anglicku v roku 1913, pričom ľudia využívali túto energiu na mletie obilia už v 18. storočí.