As turbinas Pelton são comuns em pequenas centrais hidroelétricas, quando a fonte de água disponível apresenta uma queda hidráulica relativamente alta e uma vazão baixa, condições em que a turbina Pelton é mais eficiente. Elas são fabricadas em todos os tamanhos, desde os menores sistemas micro-hidrelétricos até unidades muito maiores do que as de 10 MW necessárias para usinas desse porte.
Operacionalmente, à medida que o jato de água incide sobre as pás contornadas da pá, a direção da velocidade da água é alterada para acompanhar os contornos da pá. A energia do impulso da água exerce torque no sistema pá-roda, girando a roda; o próprio jato de água faz uma curva em "U" e sai pelas laterais externas da pá, desacelerado a uma baixa velocidade. Nesse processo, o momento do jato de água é transferido para a roda e, daí, para uma turbina. Assim, a energia do "impulso" realiza trabalho na turbina. Para máxima potência e eficiência, o sistema roda-turbina é projetado de forma que a velocidade do jato de água seja o dobro da velocidade das pás giratórias. Uma porcentagem muito pequena da energia cinética original do jato de água permanece na água, o que faz com que a pá seja esvaziada na mesma taxa em que é enchida, permitindo assim que o fluxo de entrada de alta pressão continue ininterrupto e sem desperdício de energia. Normalmente, duas pás são montadas lado a lado na roda, o que permite dividir o jato de água em dois fluxos iguais. Isso equilibra as forças laterais na roda e ajuda a garantir uma transferência suave e eficiente do momento do jato de água para a roda da turbina.