Hidroenergija naudoja įvairias jėgas, kurias sukuria judant vanduo, kad būtų galima gaminti energiją įvairiems tikslams. Ji taip pat vadinama hidroelektrine arba tiesiog vandens energija. Hidroenergija gali būti naudojama elektros energijai gaminti arba mechaniniam judėjimui, kuris naudoja mašinas įvairiems poreikiams. Skirtingai nuo daugelio kitų energijos šaltinių, tokių kaip iškastinis kuras, vandens energija yra nuolatinis energijos šaltinis, kurio negalima išeikvoti.
Yra įvairių rūšių natūraliai atsirandančių vandens judėjimų, kurie gali būti naudojami hidroenergetikai. Pagrindinis įvykis yra vanduo, tekantis upe, arba kriokliais žemyn, kai energijai generuoti naudojama vandens, tekančio iš aukštesnės vietos į žemesnę, jėga. Vyksta daug tyrimų, kuriuose nagrinėjamas bangų ir potvynių panaudojimas kaip dar vienas hidroelektrinės šaltinis. Pavyzdžiui, ant bangų plaukiojantis giroskopas gali būti naudojamas stūmokliams varyti kylant ir nukritus vandens lygiui, arba kiti įrenginiai gali panaudoti bangas suspausti orą, kuris vėliau judina turbiną ir gamina energiją.
Iš pradžių upės buvo naudojamos vandens energijai, kur ratai buvo skirti suktis nuo vandens jėgos, kad būtų galima valdyti malūnus ir įvairias mašinas. Užtvankos, daugiausia naudojamos elektrai gaminti, dažnai statomos kartu su kitų tipų elektrinėmis ir gali būti naudojamos reguliuoti per jas tekančio vandens kiekiui gaminti skirtingą energijos kiekį. Tokio tipo hidroelektrinėms visiškai nebūtina statyti užtvankos, o hidroelektrinės, kaip jos vadinamos, dažniausiai naudos mažesnę upės ar upelio dalį.
Pasaulyje yra daug hidroenergijos šaltinių, kurie dar turi būti sukurti, ypač kai kiti energijos šaltiniai išsenka. Nors hidroenergija yra ekologiškesnė nei kiti šaltiniai, ji nėra be problemų. Užtvankos gali turėti neigiamą poveikį aplinkinėms ekosistemoms, pavyzdžiui, mažinti žuvų populiacijas, taip pat pabloginti paties vandens kokybę. Dėl šios priežasties hidroelektrinės turi būti statomos atsižvelgiant į aplinką, numatant apsaugos priemones, kad būtų atstatyti galimi jų nuostoliai, taip pat nuolat stebint poveikį aplinkai.