Actualmente, a energia hídrica é a primeira fonte renovável para produção de electricidade. O potencial mundial poderia, contudo, ser melhor explorado. A produção mundial no início dos anos 2000 era de 2700 TWh anuais, com uma capacidade instalada de 740 GW. Esta energia poderia passar para um valor de 8100 TWh no ano 2050, com uma duplicação economicamente competitiva da capacidade instalada. 14 000 TWh seria a energia tecnicamente explorável, sendo o potencial teórico de 36000 TWh.
Nos países industrializados, a grande hídrica (potência superior a 10 MW) tem o seu potencial praticamente todo explorado. As barragens permitem o armazenamento de energia de forma a fornece-la nos momentos de grande consumo. Em certos casos, as bacias de armazenamento a montante e jusante da central permitem efectuar um verdadeiro armazenamento utilizando grupos turbo-alternadores reversíveis que bombeiam a água para montante em períodos de vazio, para a voltarem a turbinar em períodos de ponta. Esta forma de armazenamento é muito utilizada mundialmente. Em França, existem 4200 MW instalados para esta função.
A pequena hídrica (potência inferior a 10 MW) é constituída, em parte, por centrais de fio de água, extremamente dependentes do caudal dos cursos de água. Estas pequenas centrais são atractivas para uma produção descentralizada. A produção mundial está estimada em 85 TWh. Em França, enquanto a grande hídrica já atingiu, praticamente, a saturação, estima-se que exista um potencial residual de 4 TWh anuais, um terço dos quais proveniente do melhoramento das instalações existentes, sendo os dois terços restantes provenientes de novas instalações.
A energia das marés pode ser utilizada para produzir electricidade. Em França, a central de Rance (240 MW) é um exemplo da viabilidade desta técnica para produção de electricidade. Existem outros projectos em estudo no Canadá e em Inglaterra; mas a realização destes projectos não é dada como certa, pois eles modificam consideravelmente os ecossistemas locais.
A onda representa uma imensa quantidade de energia. A potência média anual na costa Atlântica de França, está estimada entre 15 e 80 kW/ por metro de costa. A energia das ondas é pouco "concentrada" e não é ainda explorável em larga escala. Contudo, existem testes com centrais protótipo.
