Las turbinas Pelton son comunes en la generación de energía hidroeléctrica a pequeña escala, especialmente cuando la fuente de agua disponible presenta una altura de caída relativamente alta a caudales bajos, condiciones en las que la turbina Pelton alcanza su máxima eficiencia. Se fabrican turbinas Pelton de todos los tamaños, desde los sistemas microhidroeléctricos más pequeños hasta unidades mucho más grandes que las de 10 MW.
Operacionalmente, cuando el chorro de agua incide sobre las palas contorneadas del álabe, la dirección de la velocidad del agua cambia para seguir el contorno del álabe. La energía del impulso del agua ejerce un par sobre el sistema de álabe y rueda, haciendo girar la rueda; el chorro de agua realiza un giro en U y sale por los lados exteriores del álabe, desacelerado a baja velocidad. En este proceso, el momento del chorro de agua se transfiere a la rueda y de ahí a una turbina. De esta manera, la energía del impulso realiza trabajo sobre la turbina. Para obtener la máxima potencia y eficiencia, el sistema de rueda y turbina está diseñado de forma que la velocidad del chorro de agua sea el doble de la velocidad de los álabes giratorios. Un porcentaje muy pequeño de la energía cinética original del chorro de agua permanece en el agua, lo que provoca que el álabe se vacíe al mismo ritmo que se llena, permitiendo así que el flujo de entrada de alta presión continúe sin interrupción y sin desperdicio de energía. Normalmente, se montan dos álabes uno al lado del otro en la rueda, lo que permite dividir el chorro de agua en dos corrientes iguales. Esto equilibra las fuerzas de carga lateral sobre la rueda y ayuda a garantizar una transferencia suave y eficiente del impulso del chorro de agua a la rueda de la turbina.