Vesivoimalaitos, jossa kaikki tai suurin osa tuottavasta vedestä keskitetään joen vedenpidätysrakenteisiin.

Patotyyppisillä vesivoimalaitoksilla tarkoitetaan pääasiassa vesivoimalaitoksia, jotka rakentavat jokeen vettä pidättäviä rakenteita säiliön muodostamiseksi, tiivistävät luonnonvettä vedenpinnan nostamiseksi ja hyödyntävät paine-eroa sähkön tuottamiseen. Tärkein ominaisuus on, että pato ja vesivoimalaitos on keskitetty samalle lyhyelle joen osuudelle.
Patotyyppisiin vesivoimalaitoksiin kuuluu yleensä vedenpidätysrakenteita, vedenpoistorakenteita, paineputkia, voimalaitoksia, turbiineja, generaattoreita ja apulaitteita. Useimmat vesivoimalaitokset, joissa on patoja vedenpidätysrakenteina, ovat keskikorkean paineen vesivoimalaitoksia, ja useimmat vesivoimalaitokset, joissa on portteja vedenpidätysrakenteina, ovat matalan paineen vesivoimalaitoksia. Kun vedenkorkeus ei ole korkea ja joki on leveä, voimalaitosta käytetään usein osana vedenpidätysrakennetta. Tämän tyyppistä vesivoimalaitosta kutsutaan myös joenpohjan vesivoimalaitokseksi, joka on myös patotyyppinen vesivoimalaitos.
Padon ja vesivoimalaitoksen suhteellisen sijainnin mukaan patotyyppiset vesivoimalaitokset voidaan jakaa kahteen luokkaan: patotyyppisiin ja joenuomaan sijoitettuihin vesivoimalaitoksiin. Patotyyppinen vesivoimalaitos sijaitsee padon alavirran puolella, ja vesi johdetaan paineputken kautta sähkön tuottamiseksi. Itse laitos ei kanna ylävirran vedenpainetta. Voimalaitos, pato, tulva-aukko ja muut joenuoman vesivoimalaitoksen rakennukset on rakennettu joenuomaan. Ne ovat osa vedenpidätysrakennetta ja kannattelevat ylävirran vedenpainetta. Tällainen järjestely auttaa säästämään hankkeen kokonaisinvestointikustannuksia.

Padon takana olevan vesivoimalaitoksen pato on yleensä korkea. Ensinnäkin korkeaa vedenkorkeutta käytetään voimalaitoksen asennetun kapasiteetin lisäämiseen, mikä mahdollistaa tehokkaan mukautumisen sähköjärjestelmän huippusäätövaatimuksiin; toiseksi, säiliökapasiteetti on suuri huippuvirtaaman säätelyyn ja siten alavirran tulvapaineen vähentämiseen; kolmanneksi, kokonaisvaltaiset hyödyt ovat merkittävämpiä. Haittapuolena on, että tulvahäviöt säiliöalueella kasvavat ja kaupunkien ja maaseudun asukkaiden uudelleensijoittuminen ja uudelleenasuttaminen on vaikeaa. Siksi padon takana olevat vesivoimalaitokset, joissa on korkeat padot ja suuret säiliöt, rakennetaan enimmäkseen korkeisiin vuoristolaaksoihin, alueille, joilla on suuri veden virtaus ja pieniä tulvia.
Suurin osa maailmassa rakennetuista valtavista patojen takana olevista vesivoimalaitoksista sijaitsee maassani. Ensimmäinen niistä on Kolmen rotkon vesivoimalaitos, jonka asennettu kokonaiskapasiteetti on 22,5 miljoonaa kilowattia. Valtavien sähköntuotantohyötyjen lisäksi Kolmen rotkon vesivoimalaitoksella on myös kattavat edut, sillä se varmistaa tulvien hallinnan Jangtse-joen keski- ja alajuoksulla, parantaa navigointia ja vesivarojen käyttöä, ja sitä kutsutaan "maan raskaaksi kalustoksi".