लहान जलविद्युत प्रकल्पांसाठी पेल्टन व्हील हे एक सामान्य टर्बाइन आहे. जेव्हा उपलब्ध पाण्याच्या स्रोतामध्ये कमी प्रवाह दरांवर तुलनेने जास्त हायड्रॉलिक हेड असतो, तेव्हा पेल्टन व्हील सर्वात कार्यक्षम ठरते. सर्वात लहान मायक्रो हायड्रो सिस्टीमपासून ते लहान १० मेगावॅट युनिट्सना आवश्यक असलेल्या आकारापेक्षाही मोठ्या आकारापर्यंत, पेल्टन व्हील्स सर्व आकारांमध्ये बनवले जातात.
कार्यप्रणालीनुसार, जेव्हा पाण्याचा झोत आकारबद्ध बादलीच्या पात्यांवर आदळतो, तेव्हा बादलीच्या आकारानुसार पाण्याच्या वेगाची दिशा बदलते. पाण्याची आवेग ऊर्जा बादली-आणि-चाक प्रणालीवर टॉर्क निर्माण करते, ज्यामुळे चाक फिरते; पाण्याचा प्रवाह स्वतः 'यू-टर्न' घेतो आणि कमी वेगाने बादलीच्या बाहेरील बाजूंनी बाहेर पडतो. या प्रक्रियेत, पाण्याच्या झोताची संवेग शक्ती चाकाकडे आणि तेथून टर्बाइनकडे हस्तांतरित होते. अशाप्रकारे, 'आवेग' ऊर्जा टर्बाइनवर कार्य करते. जास्तीत जास्त शक्ती आणि कार्यक्षमतेसाठी, चाक आणि टर्बाइन प्रणालीची रचना अशा प्रकारे केली जाते की पाण्याच्या झोताचा वेग फिरणाऱ्या बादल्यांच्या वेगाच्या दुप्पट असतो. पाण्याच्या झोताच्या मूळ गतिज ऊर्जेचा एक अगदी लहान अंश पाण्यातच राहतो, ज्यामुळे बादली ज्या गतीने भरते त्याच गतीने ती रिकामी होते, आणि त्यामुळे उच्च-दाबाचा प्रवाह अखंडपणे आणि ऊर्जेचा अपव्यय न होता चालू राहतो. सामान्यतः दोन बादल्या चाकावर एकमेकांच्या शेजारी बसवलेल्या असतात, ज्यामुळे पाण्याच्या झोताला दोन समान प्रवाहांमध्ये विभागता येते. यामुळे चाकावरील बाजूकडील भार संतुलित होतो आणि पाण्याच्या प्रवाही झोताच्या गतीचे टर्बाइन चाकाकडे सुरळीत व कार्यक्षम हस्तांतरण सुनिश्चित होण्यास मदत होते.