Koła Peltona to powszechnie stosowane turbiny w małych elektrowniach wodnych, gdzie dostępne źródło wody charakteryzuje się stosunkowo wysokim ciśnieniem hydraulicznym przy niskim natężeniu przepływu, co pozwala na osiągnięcie największej wydajności koła Peltona. Koła Peltona są produkowane we wszystkich rozmiarach, od najmniejszych mikrosystemów hydroenergetycznych po znacznie większe, niż wymagałyby tego małe jednostki o mocy 10 MW.
W praktyce, gdy strumień wody uderza w wyprofilowane łopatki czerpaka, kierunek prędkości wody zmienia się, dopasowując się do konturów czerpaka. Energia impulsu wody wywiera moment obrotowy na układ czerpaka i koła, obracając koło; sam strumień wody wykonuje zakręt w kształcie litery U i wypływa po zewnętrznych stronach czerpaka, wyhamowany do niskiej prędkości. W tym procesie pęd strumienia wody jest przenoszony na koło, a następnie na turbinę. Zatem energia impulsu działa na turbinę. Aby uzyskać maksymalną moc i wydajność, układ koła i turbiny został zaprojektowany tak, aby prędkość strumienia wody była dwukrotnie większa niż prędkość obracających się czerpaków. Bardzo niewielki procent pierwotnej energii kinetycznej strumienia wody pozostaje w wodzie, co powoduje opróżnianie czerpaka z taką samą szybkością, z jaką jest napełniany, a tym samym pozwala na nieprzerwany przepływ powietrza pod wysokim ciśnieniem bez strat energii. Zazwyczaj dwa czerpaki są montowane obok siebie na kole, co pozwala na podział strumienia wody na dwa równe strumienie. Równoważy to siły boczne działające na koło i pomaga zapewnić płynne i wydajne przenoszenie pędu strumienia cieczy, czyli wody, na koło turbiny.