Pelton-hjul er almindelige turbiner til små vandkraft, når den tilgængelige vandkilde har relativt høj hydraulisk løftehøjde ved lave strømningshastigheder, hvor Pelton-hjulet er mest effektivt.Pelton-hjul er lavet i alle størrelser, fra de mindste mikro-hydrosystemer til meget større end de små 10 MW enheder ville kræve.
Driftsmæssigt, når vandstrålen rammer de konturformede skovlblade, ændres vandhastighedsretningen for at følge skovlens konturer.Vandimpulsenergi udøver drejningsmoment på skovl-og-hjul-systemet og drejer hjulet;selve vandstrømmen laver en "u-vending" og løber ud ved de ydre sider af spanden, decelereret til en lav hastighed.I processen overføres vandstrålens momentum til hjulet og derfra til en turbine.Således virker "impuls" energi på turbinen.For maksimal kraft og effektivitet er hjul- og turbinesystemet designet således, at vandstrålehastigheden er dobbelt så stor som hastigheden af ​​de roterende skovle.En meget lille procentdel af vandstrålens oprindelige kinetiske energi vil forblive i vandet, hvilket bevirker, at spanden tømmes i samme hastighed, som den fyldes, og derved tillader højtryks-indgangsstrømmen at fortsætte uafbrudt og uden spild af energi.Typisk er to spande monteret side om side på hjulet, hvilket gør det muligt at opdele vandstrålen i to lige store strømme.Dette afbalancerer sidebelastningskræfterne på hjulet og hjælper med at sikre en jævn, effektiv overførsel af momentum fra væskestrålen af ​​vand til turbinehjulet.