Het werkingsmechanisme van een Francis-turbine
De turbine bestaat uit een spiraalvormige buitenmantel, gevolgd door een reeks vaste bladen, de zogenaamde steunbladen. Daaronder bevindt zich een verzameling bewegende bladen, de geleideschoepen, vervolgens een aantal centraal geplaatste bladen, de loopbladen, en ten slotte een uitlaatkanaal, de zogenaamde aanzuigbuis.
De vloeistof stroomt de Francis-turbine binnen via de spiraalvormige behuizing. Door de dwarsdoorsnede van de behuizing te verkleinen, wordt ervoor gezorgd dat de vloeistof met een constante snelheid over de gehele omtrek het centrale deel van de turbine binnenstroomt.
De waterstroom passeert vervolgens twee sets schoepen voordat deze de rotor bereikt, namelijk de buitenste steunschoepen en de binnenste geleidingsschoepen. De steunschoepen zijn vast gemonteerd en helpen het water naar het rotorgedeelte te sturen. Ze helpen ook de werveling bij de inlaatstroom te verminderen.
De geleideschoepen tussen de steunschoepen en de rotor spelen een cruciale rol. Ze regelen de waterstroom op basis van de energiebehoefte. Deze energiebehoefte fluctueert echter in de loop van de tijd. De geleideschoepen regelen de waterstroom en zorgen ervoor dat de energieproductie in lijn is met de vraag. Daarnaast regelen de geleideschoepen de stroomhoek richting de rotorbladen. Ze streven ernaar de instroomhoek optimaal te houden om de maximale waterkracht te benutten.