Pelton-raderen zijn veelgebruikte turbines voor kleine waterkrachtcentrales, wanneer de beschikbare waterbron een relatief hoge hydraulische druk heeft bij lage stroomsnelheden. In deze gevallen is het Pelton-rad het meest efficiënt. Pelton-raderen worden in alle maten gemaakt, van de kleinste micro-waterkrachtcentrales tot veel grotere dan de kleine 10 MW-units die nodig zouden zijn.
Operationeel gezien, wanneer de waterstraal de gevormde bakbladen raakt, verandert de richting van de watersnelheid om de contouren van de bak te volgen. De impulsenergie van het water oefent een torsie uit op het bak-en-wielsysteem, waardoor het wiel gaat draaien; de waterstroom zelf maakt een "U-bocht" en verlaat de bak aan de buitenkant, afgeremd tot een lage snelheid. Daarbij wordt het momentum van de waterstraal overgebracht op het wiel en vandaar naar een turbine. Zo verricht de impulsenergie arbeid op de turbine. Voor maximaal vermogen en efficiëntie is het wiel-en-turbinesysteem zo ontworpen dat de snelheid van de waterstraal tweemaal zo hoog is als de snelheid van de roterende bakken. Een zeer klein percentage van de oorspronkelijke kinetische energie van de waterstraal blijft in het water achter, waardoor de bak met dezelfde snelheid wordt geleegd als waarmee deze wordt gevuld, waardoor de hogedruktoevoer ononderbroken en zonder energieverspilling kan doorgaan. Meestal worden twee emmers naast elkaar op het wiel gemonteerd, waardoor de waterstraal in twee gelijke stromen wordt gesplitst. Dit zorgt voor een evenwichtige zijwaartse krachtoverbrenging van de waterstraal naar het turbinewiel.