水库是水电站的蓄能库，管好、用好水库，对调配发电用水和其他部门用水以及防洪安全极为重要。
水库运行直接关系大坝安全和水电站经济效益。为控制水库安全运用，每年要编制水库长期调度方案、防洪调度方案。根据预报水库来水量、蓄水量、用水量，提出年度、季度、月度运用计划。实施中视实际入库水量情况，与计划差别较大时，及时调整计划，以保证水库正常运行。一般汛期结朿前要抓住时机蓄满水库，枯水期要经济调度，控制用水，保持水电站调频、调峰需要水量（电量）。汛期水电站通信要保持内外畅通，保持与地方防讯部门的联系。有防洪任务的水库，配合防汛机构，做好洪水调度工作。无防洪任务的水库，根据洪水调度方案，按规定及时泄洪。水库开闸泄洪前，要通知水库下游有关部门，做好防洪工作。汛期要掌握库区雨情、水情，预报入库洪峰流量和洪水量，预报水库可能出现的最高水位，以便采取防洪措施。20世纪90年代末，中国已有80多座大中型水电站水库建立了水情自动测报系统，为防洪调度工作，提供了及时和可靠的数据 。
水库运用是通过水位控制来实现的。水库水位变化运行中要注意监测，汛期更要严密观测水库水位变化。日常发电用水引起的水位变化，也需定时观测记录。水电站要建立月报制度，填报水库运行月报表，需分别写明上游水位、下游水位、入库流量、出库入库流量、出库流量（分清发电用水与其他用水）、水库蓄水量等。水库泄洪时要注明泄洪水量。每年年终要对水库全年运用情况进行总结 。
多泥沙河流的水库，还需观测入库、出库的悬移质、推移质沙量。进行库区泥沙淤积测验，计算水库淤积量和排沙设施效果。
水电站运行要记录正点有功功率、无功功率和日发电量。
机电设备运行维修为了提高水轮机、水轮发电机、主变压器、高压配电装置等设备的可靠性、安全性，需要对运行设备的参数进行实时监视、监测、调整，以及在事故情况下的操作或停机。
对机组设备有功功率、无功功率、电流、电压、温度、压力等进行测量监视，可掌握设备运行状况，发现不正常现象，及时调整，影响安全运行时，立即申请停机处理。20世纪80年代以后，绝大多数大中型水电站都装设了功能比较齐全的计算机监控系统，上述工作均由计算机监控系统所代替，自动化水平有了很大提高。
水电站机组设备在长期运行中，必然产生老化、磨损、腐蚀、冲刷等现象，通过定期测试，可准确了解设备技术性能和物理变化，便于对设备进行分析，采取必要措施。经常性维护和定期检修，对设备运行是必要的。测试手段一般采用仪器仪表和各种诊断设备。测试包括电气测试、金属材料测试、水力测试等 。
电气测试
电气测试是对设备绝缘性能的检查和试验，以及水轮发电机组效率和出力测试。
金属材料测试
金属材料测试主要是对设备做金属鉴定、无损探伤和金相试验。如金属疲劳、老化鉴定，水轮机转轮材料试验，焊缝探伤等。
水力测试
水力测试指由于水力作用对水轮机效率、出力、气蚀的试验，以及对设备、建筑物引起的变化测试，如冲刷、渗漏、水压脉动、摆度等。
设备运行管理是安全生产的关键，目的在于提高设备运行的可靠性和设备可靠率。20世纪90年代起，采用计算机监控系统所采集的设备运行中的数据，以及离线测量数值，进行综合分析得出设备运行状态的发展趋势，结合现场经验分析出设备运行状态的变化，以确定是否进行检修或延长检修时间，这就是科学的预知性维修，又称状态检修。它是对定期计划检修的修正。
水工建筑物运行管理大坝和其他建筑物安全运行的管理工作。水电站水工建筑物务必满足稳定、坚固、耐久、抗震等要求。因此，对水工建筑物要经常地进行定期外部检查和内部观测，了解建筑物的运行情况，及时维护修理。外部检查，一般包括剥落、冲刷、断裂、振动、气蚀、沉陷、锈蚀等项目。观测项目一般有变形、位移、应力、渗漏、温度、振动、淤积等。对以上检查、观测数据，要分析整理，有异常者要及时采取措施。中国水电站水工建筑物由大坝安全监察中心统一负责监督和检查，并指导各水电站对大坝的安全定检工作。“九五”期间，有90多座水电站的大坝已经完成了定检计划工作，对保证大坝安全运行很有帮助 。
每年汛期，水电站对全站防汛工作要进行汛前汛后检查，尤其对大坝、泄洪设施、厂房等重要建筑物要重点检查。为保证安全，必要时可进行泄洪试验。
为满足运行需要，在大坝上游面显著位置，标志水库的校核洪水位、设计洪水位、正常蓄水位、防洪限制水位、死水位等。在进水口附近、尾水渠位置设置水位标尺。在水库、大坝附近，需采取安全措施，保证水库、大坝安全 。
