優點

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發電時無污染物排放

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與其他可再生能源一樣，水力發電在運作時幾乎全無污染物排放。(但並不是無碳排放)

营运成本低及穩定

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水力發電無需燃料，發電成本不會受燃料價格影響，加上運作高度自動化，運作時所需人手少，故營運成本低。以三峽水電站為例，若連續以最大發電量發電計，出售5至8年電力就可以收回建造成本。

可按需供电

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水力發電可以按用電量需要而快速調整發電量。水力發電啟動時間僅為數分鐘，只需60至90秒就能達至全功率輸出，比燒氣發電所需時間更短。因此，小型水力發電站可以用作調節供電量緩衝之尖載電廠。

發電以外的其他用途

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水庫有儲水功能，可以控制水流量，有一定程度的上下游水量分佈調節能力， 故可以降低洪水泛濫造成的損失及蓄備灌溉用水。在某一些地理環境下，水庫能降低河水流速，改善航運。

靈活性

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在電力工業角度來說，水電是調節性最好的電源之一，可做為尖載電廠。由於只需一開閘門就立刻可以發電，水電通常在輸電網絡中可以扮演承擔調峰、調頻、事故備用等角色。在調節性能這一點上，能夠與水電媲美的只有石油及天然氣發電。

發電成本

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水力發電每度電的發電成本顯然較目前部份廣泛應用的發電方例如火電、核電、太陽能低，但預計將比風力發電相當[1]。

缺點

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壽命有限

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大部份其他發電方式只要更換新裝置就可以延長發電壽命，但水力發電由於水庫內淤泥堆積，壽命有限，由50至200年不等[2][3]，一般約為100年。[4]淤泥堆積的速率視乎水庫大小與沉積物多少。在美國，大型水庫平均每年減少0.2%的容量，而中國的主要水庫平均每年減少2.3%的容量。[5]

投資巨大

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潰堤會導致大量人命傷亡及經濟損失，因此水壩品質必需極高，令大型水壩承受巨大水壓，地質堪察、設計、計劃、測試及建造等成本相當高。

破壞生態環境

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大型水庫會導致上游大面積土地被水淹沒，導致棲息地細碎化，[6]破壞生物多樣性，[7]失去生產力較高的低地、草原，破壞生態價值高的濕地、河谷及森林。

而下游同樣會受影響，原本會流至下游的沉積物在有水力發電站後會大幅減少，這是因為發電機組所排出的水中含有的沉澱物非常少，使下游河床被沖刷，又失去沉澱物的補充，導致水土流失，最終下游的原有地貌會逐漸被侵蝕，河堤、三角洲會受影響，肥沃的沖積土減少。

阻礙水中生物遷徙，阻礙其繁殖，部份物種可能因而絕種，減少了物種多樣性。水庫會使水溫上升，因而導致魚群數量及種類減少。而且這些破壞是永久性、不能逆轉的。

能源依賴水流

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水力發電雖然不需燃料，但需要水源，當一個地區重度依賴水力發電供電後，若發生天旱而水流減小時，該地區就會發生供電不足的情況。若發電與生活用水都依賴同一水源，情況就更嚴重。

全球氣候變化也導致發生水流短缺可能性增加，有研究指出，每當全球氣溫上升2度，就會減少65%降雨量，有可能導致河流水量下跌100%，巴西的水力發電量也預計在本世紀末會因此而減少7%。[8]2022年中国高温导致的干旱也导致依赖水电的四川出现严重的电力短缺时期。

人口遷移

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上游居住在將被淹蓋的土地上的人口需被遷移，2000年，全球因此而被遷移的人口有4千至8千萬。[9]

位置受限

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並不是任何地點都適合建水庫，除需在適合的水源及地形外，還需考慮一系列因素，包括地質結構、對自然環境影響、對當地居民影響等。

水壩的其他影響

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主条目：水壩的環境影響

減少灌溉用水 — 可作大型水庫增大水面表面面積，增加了水的蒸發量，也就減少了下流河水的總量，實質性地減少了可用作灌溉用水。

誘發地震 — 儲水量大及深的水庫會產生巨大壓力，這壓力會改變原有的地殼受力情況而導致地震[10]，歷史上第一次水庫誘發地震在阿爾及利亞於1932年發生，[11]時至今日，有證據證明有最小70次地震與水庫有關。[12]1963年，意大利的一次水庫誘發的地震中有2600人死亡。

安全風險

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主条目：水庫潰堤

水壩形成的水庫儲有大量水，因為天災、工程品質、設計或人為因素而潰堤可導致嚴重傷亡及經濟損失。例如1975年的中國的河南「75·8」潰壩事件，包括板橋水庫在內的60多座水庫接連潰堤，受災人數1015萬人，死亡人數2.6至23萬[13][14]，比切尔诺贝利核事故的死亡人數（包括事後因而生癌而死亡的人數）多超過8至60倍。

在戰爭中，大坝也經常成為戰略目標[15]。水電站是發電設施，有一定戰略價值。破壞水電站的水壩除了可以使水電站失去機能外，還可能造成其下游流域的城鎮設施受到因水壩被破壞而產生的洪水的衝擊。例如卡霍夫卡水壩潰決事件。

2016年全球電力來源

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煤: 9,594,341 GWh (38.3%)

天然氣: 5,793,896 GWh (23.1%)

水力: 4,170,035 GWh (16.7%)

核能: 2,605,985 GWh (10.4%)

石油: 931,351 GWh (3.7%)

地熱: 81,656 GWh (0.3%)

太陽能光熱: 10,474 GWh (0.0%)

太陽能光伏: 328,038 GWh (1.3%)

海洋能: 1,026 GWh (0.0%)

風力: 957,694 GWh (3.8%)

生質能: 462,167 GWh (1.8%)

垃圾焚化: 108,407 GWh (0.4%)

2016年全球總發電量:

25,081,588GWh

資料來源:IEA[16]

供電穩定性

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相對太陽能及風能等可再生能源，水力發電量相對穩定，但並不及火力發電及核能發電，原因是水源、流量等會隨季節、氣候改變。

對環境影響

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水庫對環境有相當極不可逆轉的影響及破壞，相比其他可再生能源，例如太陽能、風力發電等，較不環保。而且水庫式水電站壽命有限，可持續發展方面也不及其他可再生能源，但一般情況下仍然比石化燃料發電環保。

排放溫室氣體

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由於水壩有相當深度，造成較多缺氧環境，例如壩底，造成生物的厭氧分解，動植物分解後形成甲烷（也有少量二氧化碳），是一種比二氧化碳強36倍的溫室氣體，加劇全球暖化。這是自然界中，湖泊、濕地等環境不會發生的，因為自然界的這些地方有較好的氧循環，使水的含氧量較高，讓生物能把甲烷分解成溫室效應低很多的二氧化碳。[17]

不同環境下水力發電的溫室氣體排放量分別可以很大。在溫帶，如加拿大及北歐，溫室氣體的排放只有一般水力發電的28%，但在熱帶地區，水力發電所產生的溫室氣體會比使用石化燃料的火力發電還多，極端情況下可達石化燃料的火力發電多3.5倍。[18]。而季節性的水位變化會為水庫不斷提供分解物，使水庫內的生物的厭氧分解持續不斷。[19]

一份被英國牛津大學刊物“BioScience”刊登，由一國際科學家團隊發表的研究報告指出水庫等人工儲水設施會產生大量溫室氣體，該報告分析了超過200排放研究個案，包括了267個堤壩及水庫，覆蓋77,699km2。得出結果推算出全球水壩、水庫每年產生10億噸溫室氣體，佔全球碳排放量1.3%。而值得注意的是，當中的79%是溫室效應較二氧化碳強36倍的甲烷。[17]

此外，由於水坝工程浩大，興建水坝所產生的溫室氣體是火力發電的數百倍。[20]

各種發電方法所產生的每單位電最所產生整體二氧化碳排放量（2011年）[21]

發電方法

簡述

每單位電量所產生的二氧化碳 (g CO2/kWhe))（百一分段價）

水力發電

假設利用水塘，不含水壩建設

4

風力發電廠

位於低成本陸地的情境，不含海上型

12

核電

以普遍的第二代核反應堆計算不含更新型科技

16

生質燃料

18

聚光太陽能熱發電

22

地熱發電

45

太陽能電池

多晶硅太陽能電池生產過程的碳排放

46

燃氣發電

假設加裝燃氣渦輪聯合廢熱回收蒸汽發生器

469

燃煤發電

1001

部份發電技術的整體週期溫體氣體排放的二氧化碳（CO2）等量排放量（gCO2eq/kWh） （包括反照率的影響）（資料來源：聯合國政府間氣候變化專門委員會，2014年）[22][23]

發電技術

最少

中位數

最多

已商業化

燃煤發電

740.0

820.0

910

是

天然氣 – 聯合循環

410.0

490.0

650

是

生物燃料

130.0

230.0

420

是

太阳能电池 – 俱規模的

18.0

48.0

180

是

太阳能电池 – 不俱規模的

26.0

41.0

60

是

地熱能

6.0

38.0

79

是

聚光太陽能熱發電

8.8

27.0

63

是

水力發電

1.0

24.0

2200

是

離岸風力發電場

8.0

12.0

35

是

核電 （核裂變）

3.7

12.0

110

是

風力發電場

7.0

11.0

56

是

海洋 (潮汐 及 波浪)

5.6

17.0

28

未