У касном 19. веку, хидроенергија је постала један од базних извора за производњу електричне енергије. Прва хидроелектрана је направљена на Нијагариним водопадима 1879. године. 1881. године, уличне светиљке града Ниагара Фаллс напајане су хидроенергијом. 1882. године у граду Апплетон у САД почела је са радом прва светска хидроелектрана.
Постоји неколико метода за производњу електрицитета из хидроенергије:
Конвенционални (бране) – Највећи део хидро електричне енергије долази потенцијалне енергије воде заустављене браном, која покреће турбину и генератор. Енергија извучена из воде зависи од количине воде и висинске разлике измеђ у извора и истока воде. Количина потенцијалне енергије у води пропорционална је овој висинској разлици. Брана има двоструку улогу у хидроелектрани. Прва је да повећа ову висинску разлику, а друга је да контролише проток воде. Брана испушта воду када је то потребно за производњу електричне енергије. Специјална врата која се називају преливна врата испуштају вишак воде из резервоара за време јаких киша.
Пумпне хидроелектране – Ова јe метод производи електричну енергију за потребе највеће дневне потражње тако што премешта вод у између резервоара на различитим висинама. У време ниске потражње за електричном енергијом, вишак производних капацитета се користи за пумпање воде из нижег у виши резервоар. Када је потражња већа, вода се испушта у нижи резервоар кроз турбине. Пумпне хидроелектране представљају комерцијално важно средство масовног складиштења енергије и побољшања дневног капацитета производног система.
Плима – Плимне електране користе енергију плиме. Ниска брана, звана баража, је изграђена преко улаза. Баража има једносмерна врата која дозвољавају надолазећој плими да прође кроз улаз. Када се плима повлачи, вода истиче кроз улаз кроз велике турбине направљене у баражи, производећи електричну енергију. Плима надолази и повлачи се у непрекидним циклусима. Вода у океанима је у константном кретању. Ми можемо искористити нешто од ове енергије, али већина остаје ван нашег дохвата. Проблем није толико у искоришћењу ове енергије колико је у њеном преносу. Производња електричне енергије у сред океана нема смисла – нема је ко користити. Можемо користити само енергију близу обале, где је потребна људима. Енергија плиме је извор енергије океана који највише обећава данас а и у блиској будућности.
Енергија таласа – Постоји такође и енормна количина енергије у таласима. Таласи су узроковани ветровима који дувају изнад површине океана. У многим крајевима света, ветар дува довољно континуирано и довољном снагом д а производи континуиране таласе. Постоји неколико начина да се искористи енергија таласа. Кретање талас а може се користити за продувавање ваздуха кроз цев. Ваздух окреће турбину која се налази у цеви, производећи тако електрицитет. Други начин је у скретању таласа у уске канале, повећавајући њихову снагу и величину. Таласи се онда могу каналисати у базене, као код плимних електрана, или директо користити за покретање турбина. Не постоји ниједна велика комерцијална електрана која користи енергију таласа, али постоји неколико малих. Постоје уређаји који користе енергију таласа за напајање сијалица и звиждаљки на бовама.