卡布兰式水轮机为内流反击式水轮机的一种，这意味着，工作流体流入水轮机后，流体压力因而改变，也使得能量的损失。能量便从水头与水流的动能两者上取得。此种水轮机设计结合了径向和轴向水轮机的功能。

流体入口处为涡旋形管路，并环绕在水轮机导叶上。流体流入水轮机后会以切线方向流到导叶和螺线上，并经过螺旋桨类型的动轮上，来让其旋转。

流体出口是一条特殊形状的导流管，有助于减缓流体的流速和回收动能。

卡布兰式水轮机的设置地点不需要是在水流的最低点，只需要其引流管要保持满水状态即可设置。，然而，较高的安装地点将可能导致水轮机扇叶被尾水管吸入的状况产生，并且其所产生的压降可能会引发气穴现象。

可变动的边门以及水轮机扇叶让水轮机操作者能够针对各种水流条件进行各种不同有效的控制。卡布兰式水轮机通常状况下，它的运转效率都能够超过90%，但可能仅应用在非常低的水头高度上。

目前的研究领域包括计算流体力学（CFD）驱动效率的改进与新的设计，以及提高当鱼通过水轮机时的存活率。

因为，早先卡普兰在设计卡布兰式水轮机时，它的螺旋桨扇叶旋转须倚靠轴承上的高压液压油来保持顺畅，并且，高压液压油须保持在极度密封状态下，以防止随运转后的尾水流入河中，如此的状况是不希望发生的，因为不仅会造成资源浪费，也会造成严重的环境污染。