Колеса Пелтона - обычная турбина для малых гидроэлектростанций, когда доступный источник воды имеет относительно высокий гидравлический напор при низких расходах, когда колесо Пелтона наиболее эффективно. Колеса Pelton производятся всех размеров, от самых маленьких микрогидро-систем до гораздо больших, чем потребуются для небольших агрегатов мощностью 10 МВт.
В рабочем режиме, когда водная струя сталкивается с профилированными лопастями ковша, направление скорости воды изменяется, чтобы следовать контурам ковша. Энергия водяного импульса оказывает крутящий момент на колесно-ковшовую систему, вращая колесо; сам поток воды делает «разворот» и выходит с внешних сторон ковша, замедляясь до небольшой скорости. При этом импульс водяной струи передается колесу, а оттуда - турбине. Таким образом, на турбину действует «импульсная» энергия. Для максимальной мощности и эффективности система колеса и турбины спроектирована таким образом, что скорость водяной струи в два раза превышает скорость вращающихся лопастей. Очень небольшой процент исходной кинетической энергии водяной струи остается в воде, что приводит к опорожнению ведра с той же скоростью, с которой оно наполняется, и тем самым позволяет входящему потоку под высоким давлением продолжать непрерывно и без потерь энергии. Обычно два ковша устанавливаются рядом на колесе, что позволяет разделить струю воды на два равных потока. Это уравновешивает силы боковой нагрузки на колесо и помогает обеспечить плавную и эффективную передачу количества движения струи воды к турбинному колесу.