Pelton-pyörät ovat yleisiä turbiineja pienissä vesivoimalaitoksissa, kun käytettävissä olevalla vesilähteellä on suhteellisen korkea hydraulinen pää pienillä virtausnopeuksilla, jolloin Pelton-pyörä on tehokkain. Pelton-pyöriä valmistetaan kaikenkokoisina pienimmistä mikrovesivoimajärjestelmistä paljon suurempiin kuin pienet 10 MW:n yksiköt vaatisivat.
Toiminnallisesti, kun vesisuihku osuu kauhan muotoiltuihin lapoihin, veden nopeuden suunta muuttuu seuraamaan kauhan muotoja. Veden impulssienergia kohdistaa vääntömomenttia kauha-pyöräjärjestelmään pyörittäen pyörää; itse vesivirta tekee "u-käännöksen" ja poistuu kauhan ulkosivuilta hidastuneena alhaiseen nopeuteen. Prosessissa vesisuihkun liikemäärä siirtyy pyörään ja sieltä turbiiniin. Siten "impulssi"-energia tekee työtä turbiinissa. Maksimaalisen tehon ja hyötysuhteen saavuttamiseksi pyörä-turbiinijärjestelmä on suunniteltu siten, että vesisuihkun nopeus on kaksinkertainen pyörivien kauhojen nopeuteen verrattuna. Hyvin pieni prosenttiosuus vesisuihkun alkuperäisestä kineettisestä energiasta jää veteen, mikä aiheuttaa kauhan tyhjenemisen samalla nopeudella kuin se täyttyy, ja siten mahdollistaa korkeapaineisen syöttövirtauksen jatkumisen keskeytyksettä ja ilman energian hukkaa. Tyypillisesti kaksi kauhaa on asennettu vierekkäin pyörään, mikä mahdollistaa vesisuihkun jakamisen kahteen yhtä suureen virtaukseen. Tämä tasapainottaa pyörän sivuttaiskuorman voimia ja auttaa varmistamaan vesisuihkun tasaisen ja tehokkaan liikemäärän siirtymisen turbiinipyörään.