Pelton-wielen zijn een gebruikelijke turbine voor kleine waterkracht, wanneer de beschikbare waterbron een relatief hoog verval heeft bij lage stroomsnelheden, waar het Pelton-wiel het meest efficiënt is.Pelton-wielen zijn gemaakt in alle maten, van de kleinste micro Hydro-systemen tot veel groter dan de kleine 10 MW-eenheden nodig zouden hebben.
Operationeel, als de waterstraal invalt op de geprofileerde emmerbladen, wordt de richting van de watersnelheid veranderd om de contouren van de emmer te volgen.Waterimpulsenergie oefent koppel uit op het emmer-en-wielsysteem, waardoor het wiel ronddraait;de waterstroom zelf maakt een "u-bocht" en komt uit aan de buitenzijden van de emmer, afgeremd tot een lage snelheid.Daarbij wordt het momentum van de waterstraal overgebracht naar het wiel en vervolgens naar een turbine.Dus "impuls"-energie werkt op de turbine.Voor maximaal vermogen en efficiëntie is het wiel- en turbinesysteem zo ontworpen dat de waterstraalsnelheid tweemaal de snelheid van de roterende emmers is.Een zeer klein percentage van de oorspronkelijke kinetische energie van de waterstraal blijft in het water, waardoor de emmer met dezelfde snelheid wordt geleegd als deze wordt gevuld, en daardoor kan de hogedrukinvoerstroom ononderbroken en zonder verspilling van energie doorgaan.Meestal worden twee emmers naast elkaar op het wiel gemonteerd, waardoor de waterstraal in twee gelijke stromen kan worden gesplitst.Dit balanceert de zijdelingse belastingskrachten op het wiel en zorgt voor een soepele, efficiënte overdracht van het momentum van de vloeibare waterstraal naar het turbinewiel.