水库群位于海拔1400m以上的高山区，其主峰海拔为2123m，总控制集水面积43.67km2，多年平均降雨量 2254mm。

水库总库容3424万m3，多年平均发电水量7812万m3，每立方米水量可发电2.37 kW·h，多年平均发电量为1.85亿kW·h，枯水期的发电量占全年发电量的70%以上。输水系统由两部分组成，前池以前部分为渠道和无压隧洞，将各水库的水引入前池;前池以后由无衬砌的压力竖井及压力钢管，将水引至发电系统。

工程所在地区岩性为花岗岩，地质条件良好。根据水源、地形、地质条件和工程总体布置，水电站设计发电静水头1074m，压力水道系统由1428m高程的大王山隧洞、二王山隧洞及高程1400m的丁字隧洞和竖井、斜井、高程827m平洞、洞内明管及洞外明管上下连接组成，全长4500m。其中，竖井深407.31m，洞径4m;斜井长384.4m，洞径2.5m;827m高程平洞长777.12m，洞宽3.8m，洞高2.3m;压力钢管长2347m，管径1m，管壁厚度28mm~46mm，钢材为16锰钢。支管直径0.7m，在厂房处用卜形月牙形内加强肋岔管分岔，镇墩一般布置在地形变化处，间距50m~100m，最长间距120m，支墩间距9m~10m，采用承插式伸缩节，每100m~200m之间设一进人孔。

天湖水电站的水源区还具有旅游开发的良好前景，这里有巍峨耸立的高山，有一望无际的草原，有翠绿欲滴的原始森林，有清澈透明的湖水，更有那红似火、黄若绫、紫如霞的鲜花。特别是那高山上的杜鹃，山沟里的玉兰，云层中的山茶，大朵大朵的，娇艳无比，摘一朵把玩，满手余香。

截至20世纪末天湖水电站为中国及亚洲水头最高的引水式水电站，其设计水压力及PD值均超过了中国现行设计规范的范畴，在现行规范仅可作为参考的特殊情况下，为保证压力钢管的工作可靠性，设计首次对钢管和岔管的膜应力区采用模糊优化理论，建立优化设计数学模型和模糊优化数学模型，在超高水头和超规范指标情况下将常规设计的许用应力提高3%，对压力钢管进行优化设计，使设计既安全又经济。在结构设计上首创了压力钢管分离式动支座及超高水头消力井排水消能新技术;在伸缩节和进人孔分别采用了动静性能密封良好的聚四氟乙烯石棉盘根和特二铝新材料;施工中采用了厚钢板小直径辊圆不留头辊压新工艺，解决了压力钢管小直径、大曲率、厚钢板的钢管成型技术难题，同时采用埋弧自动焊接新技术，焊前采用板式远红外预热，焊后用电炉恒温处理，消除焊渣、气泡、残余应力及冷弯应力，保证了钢管的制作和安装质量。

第一期工程于1989年?月开工建设，1992年4月竣工;第二期工程于1994年12月开工建设，1999年7月竣工。第一期、第二期工程共完成土石方量269.4万m3，混凝土量6.51万m3，钢材量2501.8 t，工程总投资为1.94亿元。

在电站运行中压力钢管已承受了全甩负荷考验，未出现异常情况，经济效益和社会效益显著。

2011年6月29日，总投资1.2亿元，装机3万千瓦、预留机组3万千瓦的亚洲超千米级高水头电站--桂林天 湖水电站二期工程破土动工，计划于2013年"五一"前竣工运行。工程完工后，更能充分发挥出天湖水电站蓄水调节的优势，改善桂北电网枯水季节用电高峰期的紧张状况，减轻现有的两台机组常年高负荷运行的压力，减少或避免汛期，特别是暴雨期间水库发生溢流的情况，提高发电能力。二期工程投产后，可以更好地为地方工业生产和民众生活提供电力保障。