Hochdruckwasserkraftwerke mit Talsperre oder Schleuse unterscheiden sich dadurch von anderen Kraftwerken, dass sie mit geringem Wasserdurchfluss und grossem Höhenunterschied funktionieren. Diese Bauart kommt vor allem in Bergregionen zum Einsatz. Ein Stausee ist ein künstlicher See, in dem das Wasser eines bestimmten geografischen Gebiets aufgefangen wird. Das Wasser wird im Stausee gesammelt und mit hoher Geschwindigkeit durch die Druckleitung zum darunterliegenden Kraftwerk geleitet, das im Allgemeinen in einer Ebene liegt. Dort treibt das Wasser einen Wechselstromgenerator an, der mechanische Energie in elektrische Energie umwandelt. Wenn das weiter unten liegende Kraftwerk weit vom Stausee entfernt ist, wird das Wasser zunächst über einen Kanal oder einen in den Berg gehauenen Stollen zur Druckleitung geleitet. Die Leistung des Wassers, das die Turbine antreibt, hängt vom Wasserdurchfluss und von der Fallhöhe ab. Staudämme bieten ebenfalls wirksamen Schutz gegen Hochwasser. Das elektrische Potential dieser Art von Anlage wird im Allgemeinen genutzt, um die Elektrizitätsnachfrage in Spitzenzeiten zu decken, hauptsächlich im Winter. Insbesondere in den Alpen gibt es Hochdruckwasserkraftwerke, deren Leistung mehrere hundert Megawatt erreicht. Die Leistung einer Anlage hängt von der Fallhöhe und vom Wasserdurchfluss ab. Je nach Relief und Bodenbeschaffenheit kommen verschiedene Arten von Talsperren zum Einsatz:

• Bogenstaumauer (der Wasserdruck wird über die vertikal und horizontal gebogene Betonmauer auf die Seitenwände abgeleitet);
• Gewichtsstaumauer (die Masse der Staumauer reicht aus, um dem Druck des Wassers standzuhalten).

Daneben gibt es noch weitere Arten von Talsperren wie z. B. Pfeilerstaumauern und Fangdämme, die in breiten Tälern von geringer Tiefe eingesetzt werden.