L'énergie hydraulique est issue du soleil, comme toute énergie sur Terre. La chaleur provoque le cycle d'évaporation/précipitation. Une infime partie des océans s'évapore puis se précipite sur les continents, alimentant ainsi rivières et fleuves. Ce processus requiert une énergie gigantesque mais seulement une faible partie (23%) est potentiellement utilisable.
Le potentiel mondial techniquement exploitable est ainsi de 15000 TWh/an, dont environ 2500 TWh/an sont utilisés par des centrales hydroélectriques. L'énergie hydroélectrique assure ainsi 18% de la production mondiale d'électricité et représente la première source d'énergie primaire (sans transformation de pétrole, charbon ou gaz).

Alors qu'il reste une quantité importante de cette énergie non utilisée dans le monde, la France a fortement développé son parc de centrales hydroélectriques durant la seconde moitié du 20e siècle. Elle utilise ainsi aujourd'hui plus de 90% de son potentiel hydraulique. Alors que l'on recherche de nouvelles sources d'énergie en se tournant vers les énergies renouvelables, la France ne peut plus installer d'usines hydroélectriques sans dégrader l'environnement des rivières (ce qui a déjà été fait en partie, du fait de la surexploitation de certains tronçons de rivières). Les usines hydroélectriques entraînent en effet de fortes variations de débit dans la rivière, ce qui nuit aux habitants de son écosystème.


La France est cependant un cas exceptionnel et la plupart des pays dans le monde s'orientent vers un accroissement de leur parc hydroélectrique. Cette tendance peut s'expliquer par l'important potentiel non utilisé mais aussi par le faible coup du kilowattheure produit de cette manière. Il est d'environ 1,5 centimes d'euro une fois les investissements remboursés (soit après 20 à 30 ans). De plus, les centrales hydroélectriques ont d'autres fonctions telles que le contrôle des crues. Actuellement, les pays d'Afrique sont ceux qui utilisent le moins cette ressource (environ 95% du potentiel non utilisé).


De plus, l'énergie hydroélectrique a l'important avantage de pouvoir être stockée. Elle permet ainsi de répondre aux fluctuations de la demande. On stocke l'eau dans un réservoir à l'amont du barrage durant les périodes de faible demande et on l'utilise lorsque la demande augmente. On peut même utiliser l'excédent d'énergie produit par les autres sources durant certaines périodes pour pomper l'eau et lui donner ainsi une énergie potentielle utilisable plus tard.


Un autre avantage de l'énergie hydroélectrique est la diversité de la taille des centrales. Elle permet de répondre aux besoins nationaux comme aux besoins d'une petite collectivité. La Chine a ainsi pu apporter l'électricité à plus de 90 millions de ses habitants de1982 à 1992 grâce à de petites centrales hydroélectriques. C'est notamment grâce à de telles installations que le potentiel mondial pourrait être mieux utilisé.


Cependant, il existe des facteurs limitant le développement de l'énergie hydroélectrique. D'une part, les compagnies d'électricité investissent de plus en plus à court terme, ceci du fait de la déréglementation du secteur électrique se produisant dans les pays développés comme dans ceux en voie de développement. Même si les centrales hydroélectriques sont économiquement avantageuses, elles le sont à long terme, ce qui limite leur développement. D'autre part, certains pays s'opposent à l'industrialisation de leurs cours d'eau et veulent les sauvegarder (par exemple la Suède).