包括水轮机、发电机、冷却装置、制动装置、调速装置等主要部分。水轮机有冲击式、反击式、贯流式、可逆式等十几种类型，各种水轮机有自己的适用水头范围和比转速范围，不同的水电站需根据各自的水头、水量、地形条件等因素，选取适用的水轮机与发电机组合。水轮发电机的冷却多采用空冷，大容量机组也有的采用水冷或水冷加风冷。
制动装置采用压缩空气制动。水轮发电机组的调速装置主要是调速器,其主要功能是检测机组的转速偏差，并将这一偏差按一定特性转换成接力器的行程偏差，以调整机组的功率，使机组在给定负荷下以给定转速稳定运行。同时实现机组的正常起动与停机（包括事故停机）。
