Arbeidsmekanismen til en Francis-turbin
Turbinen består av et ytre spiralformet hus, etterfulgt av et sett med faste blader kalt støttevinger. Deretter kommer en samling bevegelige blader kalt ledevinger, deretter en rekke sentralt plasserte blader kalt løpehjul, og til slutt en utgående kanal kalt et kanaltrekkrør.
Strømmen kommer inn i Francis-turbinen gjennom spiralhuset. Ved å redusere tverrsnittsarealet av huset sikres det at strømmen kommer inn i den sentrale delen av turbinen med jevn hastighet gjennom hele omkretsen.
Vannstrømmen passerer deretter gjennom to sett med blader før den kommer inn i renneløpet, nemlig de ytre støttevingene og de indre styrevingene. Støttevingene er faste og bidrar til å styre vannet mot rennedelen. De bidrar også til å redusere virvelstrømmen ved innløpsstrømmen.
Ledevingene som sitter mellom støttevingene og løpehjulet har en mer kritisk rolle å spille. De styrer strømningshastigheten basert på effektbehovet. Men effektbehovet svinger over tid. Ledevingene styrer vannstrømningshastigheten og sørger for at strømproduksjonen er synkronisert med etterspørselen. I tillegg kontrollerer ledevingene strømningsvinkelen rettet mot løpehjulets blader. De prøver å sikre at innløpsstrømningsvinkelen har optimal angrepsvinkel for å utnytte maksimal vannkraft.