Peltonhjul är vanliga turbiner för små vattenkraftverk, där den tillgängliga vattenkällan har relativt högt hydraultryck vid låga flödeshastigheter, och där är Peltonhjulet mest effektivt. Peltonhjul tillverkas i alla storlekar, från de minsta mikrovattenkraftverken till mycket större än vad de små 10 MW-enheterna skulle kräva.
Operativt sett, när vattenstrålen träffar de konturerade skopbladen, ändras vattenhastighetens riktning för att följa skopans konturer. Vattenimpulsenergi utövar vridmoment på skop-och-hjul-systemet, vilket snurrar hjulet; själva vattenströmmen gör en "U-sväng" och kommer ut på skopans utsidor, retarderad till en låg hastighet. I processen överförs vattenstrålens momentum till hjulet och därifrån till en turbin. Således utför "impuls"-energi arbete på turbinen. För maximal effekt och effektivitet är hjul- och turbinsystemet utformat så att vattenstrålens hastighet är dubbelt så hög som de roterande skopornas hastighet. En mycket liten andel av vattenstrålens ursprungliga kinetiska energi kommer att finnas kvar i vattnet, vilket gör att skopan töms i samma takt som den fylls, och därigenom tillåter högtrycksflödet att fortsätta oavbrutet och utan slöseri med energi. Vanligtvis är två skopor monterade sida vid sida på hjulet, vilket möjliggör deling av vattenstrålen i två lika stora strömmar. Detta balanserar sidobelastningskrafterna på hjulet och hjälper till att säkerställa en jämn och effektiv överföring av vattenstrålens rörelsemängd till turbinhjulet.