研究开发利用各种水体的再生能源转化为电能的技术学科，也称为水力发电学。水能是一次能源，包括河流、湖泊中水的势能、沿海岸的潮汐能、波能等。

人类对水能的利用最初是将水能转化为机械能。距今二千多年以前，中国、埃及和印度就已有水车、水磨和水碓。19世纪30和40年代，由于水动力学研究的发展，开始出现了各种形式的水轮机，并以发明人命名，分别称为帕尔顿、弗朗西斯和开普兰式水轮机。19世纪末期，随着电工学的发展，解决了远距离输电问题，水力机械装置开始转变为水力发电装置。欧洲和美国相继出现了一批水力发电站，把水能转换为电能，通过电力系统输送到各地，从此水力发电成为水能利用的主要内容。

研究内容 水能利用学包括四个方面的内容：①水能利用规划。研究河流综合利用规划及水能资源开发利用的原则，梯级开发方案，径流调节、动能经济分析等。②水电站建筑。研究水电站枢纽、进水口、引水管道、调压塔、厂房建筑等的布置形式及其内部结构。③水轮发电机组及其他机电设备的性能、选型、参数选定及其安装和管理运用。④水电站的自动化、远动化及其调度运行。

发展概况 世界各国可能开发的水电装机容量为32.6亿千瓦，到1980年已装机4.6亿千瓦。开发程度约20%。开发程度高的，如瑞士、法国、意大利等已达90%以上。世界上建成和在建的水电站，装机超过400万千瓦的有12座，其中最大的为巴西的伊泰普水电站，装机1260万千瓦。

中国水能资源占世界首位，蕴藏量达6.8亿千瓦，可能开发3.8亿千瓦，开发程度6%。已建和在建的百万千瓦以上水电站5座，目前最大的为葛洲坝，装机271.5万千瓦。小水电站8万多座。1984年全国水电总装机容量2560万千瓦。

发展趋势 发达国家水电开发程度很高，水电占系统比例较大，现已转向抽水蓄能电站。总的趋向是河流进行梯级开发，电站和机组容量逐渐增加，集中电网输电，以提高效率，降低成本。有的国家也同时搞一些小水电站。中国为了加快水电的发展，需要在规划理论，建设方针和方法，电站设计和施工，新的水轮机组机型的设计和试验，提高水电站和水电站群以及电网的自动化，安全经济调度运行等方面，获得新的成就和突破。水能利用学科，将在计算机、信息论、控制论、系统分析等新兴学科的带动下，利用新技术、新材料的各种成就，获得进一步的发展，成为加快水电建设的新动力。