Sursa hidro poate fi considerată prima sursă regenerabilă de electricitate. Potenţialul mondial reprezintă un avantaj care trebuie exploatat. Producţia de energie hidro la începutul anilor 2000 a fost de 2.700 TWh pe an, cu o putere instalată de 740 GW. Ea poate ajunge la 8.100 TWh în anul 2050 prin dublarea competitivă economic a puterii instalate. Tehnic exploatabili sunt 14.000 TWh din potenţialul teoretic de 36.000 TWh.
Sursa hidro de mare putere (cu o putere mai mare de 10 MW) este exploatată în proporţie de 100% din potenţaialul său maxim în ţările industrializate. Barajele permit stocarea de energie, furnizând-o în momentele de maximă necesitate a cererii. În diferite cazuri, bazinele de stocare a energiei în amonte sau în aval, permit o adevărată stocare de energie utilizând instalaţii de tip turbo-alternatoare reversibile care realizează pompajul în perioada necritică. Această formă de stocare a energiei este foarte utilizată în lume. În Franţa, 4.200 MW sunt instalaţi în acest scop.
Sursa hidro de mică putere (cu o putere inferioară 10 MW) este constituită în parte de centralele pe firul apei, funcţionarea lor depinzând în mare măsură de debitul apei. Aceste mici centrale sunt utilizate pentru o producţie descentralizată. Producţia mondială este estimată la 85 TWh. În Franţa, centralele hidro de mare putere au atins practic pragul de saturaţie, rămânând de exploatat potenţialul microhidro, care se estimează a fi de 4 TWh/an. O treime din acesta ar putea fi obţinut prin ameliorarea instalaţiilor existente, celelalte două treimi, prin instalarea unor echipamente noi.
Energia mareelor poate fi utilizată pentru a produce electricitate. În Franţa, uzina de profil de la Rance (240 MW) a pus în practică acestă tehnică de producere a electricităţii. Alte proiecte importante sunt studiate în Canada sau Anglia. Dar, realizarea acestor proiecte nu este sigură, deoarece se modifică considerabil ecosistemul local.
Valurile reprezintă imense zăcăminte de energie. Puterea medie anuală pe coasta Oceanului Atlantic este cuprinsă între 15 şi 80 kW/m de coastă. Energia valurilor nu se poate folosi însă pe scară largă. Prototipuri de centrale de acest gen sunt astăzi în fază de analiză şi testare.
