पेल्टन व्हील छोटे हाइड्रो-पावर के लिए सामान्य टर्बाइन होते हैं, जब उपलब्ध जल स्रोत में कम प्रवाह दर पर अपेक्षाकृत उच्च हाइड्रोलिक हेड होता है, जहां पेल्टन व्हील सबसे कुशल होता है।पेल्टन पहियों को सभी आकारों में बनाया जाता है, सबसे छोटे माइक्रो हाइड्रो सिस्टम से लेकर छोटी 10 मेगावाट इकाइयों की तुलना में बहुत बड़े आकार की आवश्यकता होती है।
परिचालन रूप से, जैसे ही पानी का जेट समोच्च बाल्टी-ब्लेड से टकराता है, बाल्टी की आकृति का अनुसरण करने के लिए पानी के वेग की दिशा बदल जाती है।जल आवेग ऊर्जा पहिया को घुमाते हुए बाल्टी-और-पहिया प्रणाली पर टोक़ लगाती है;पानी की धारा स्वयं "यू-टर्न" करती है और बाल्टी के बाहरी किनारों से बाहर निकलती है, जो कम वेग से कम हो जाती है।इस प्रक्रिया में, जल जेट की गति को पहिया और फिर टरबाइन में स्थानांतरित कर दिया जाता है।इस प्रकार, "आवेग" ऊर्जा टरबाइन पर काम करती है।अधिकतम शक्ति और दक्षता के लिए, व्हील और टर्बाइन सिस्टम को इस तरह डिज़ाइन किया गया है कि पानी के जेट वेग घूर्णन बाल्टी के वेग से दोगुना हो।जल जेट की मूल गतिज ऊर्जा का एक बहुत छोटा प्रतिशत पानी में रहेगा, जिसके कारण बाल्टी उसी दर से खाली हो जाती है, जिससे वह भरी हुई है, और इस तरह उच्च दबाव इनपुट प्रवाह को निर्बाध और ऊर्जा की बर्बादी के बिना जारी रखने की अनुमति देता है।आमतौर पर दो बाल्टियाँ पहिए पर अगल-बगल लगी होती हैं, जो पानी के जेट को दो समान धाराओं में विभाजित करने की अनुमति देती है।यह पहिया पर साइड-लोड बलों को संतुलित करता है और टरबाइन व्हील को पानी के द्रव जेट की गति के सुचारू, कुशल हस्तांतरण को सुनिश्चित करने में मदद करता है।