چرخ‌های پلتون، توربین‌های رایج برای نیروگاه‌های آبی کوچک هستند، زمانی که منبع آب موجود دارای هد هیدرولیکی نسبتاً بالایی در دبی‌های پایین است، جایی که چرخ پلتون بیشترین راندمان را دارد. چرخ‌های پلتون در همه اندازه‌ها، از کوچکترین سیستم‌های آبی میکرو گرفته تا بسیار بزرگتر از واحدهای کوچک 10 مگاواتی مورد نیاز، ساخته می‌شوند.
از نظر عملیاتی، هنگامی که جت آب به پره‌های سطلِ شکل‌دار برخورد می‌کند، جهت سرعت آب تغییر می‌کند تا از خطوط سطل پیروی کند. انرژی ضربه‌ای آب، گشتاوری را به سیستم سطل و چرخ اعمال می‌کند و چرخ را می‌چرخاند؛ خود جریان آب یک "چرخش U" انجام می‌دهد و از کناره‌های بیرونی سطل خارج می‌شود و به سرعت کم می‌رسد. در این فرآیند، تکانه جت آب به چرخ و از آنجا به توربین منتقل می‌شود. بنابراین، انرژی "ضربه‌ای" روی توربین کار انجام می‌دهد. برای حداکثر توان و راندمان، سیستم چرخ و توربین به گونه‌ای طراحی شده است که سرعت جت آب دو برابر سرعت سطل‌های چرخان باشد. درصد بسیار کمی از انرژی جنبشی اولیه جت آب در آب باقی می‌ماند که باعث می‌شود سطل با همان سرعتی که پر می‌شود، خالی شود و در نتیجه اجازه می‌دهد جریان ورودی پرفشار بدون وقفه و بدون اتلاف انرژی ادامه یابد. معمولاً دو سطل در کنار هم روی چرخ نصب می‌شوند که امکان تقسیم جت آب به دو جریان مساوی را فراهم می‌کند. این امر نیروهای جانبی وارد بر چرخ را متعادل می‌کند و به انتقال روان و کارآمد تکانه جت سیال آب به چرخ توربین کمک می‌کند.