Pelton türbinleri, su kaynağının düşük debilerde nispeten yüksek hidrolik basınca sahip olduğu durumlarda, küçük hidroelektrik santrallerinde yaygın olarak kullanılan türbinlerdir; bu koşullarda Pelton türbini en verimli şekilde çalışır. Pelton türbinleri, en küçük mikro hidroelektrik sistemlerinden, 10 MW'lık küçük ünitelerin gerektirdiğinden çok daha büyük boyutlara kadar her boyutta üretilmektedir.
Çalışma prensibi olarak, su jeti konturlu kova kanatlarına çarptığında, su hızının yönü kovanın konturlarını takip edecek şekilde değişir. Su itme enerjisi, kova ve çark sistemine tork uygulayarak çarkı döndürür; su akışı kendi kendine bir "U dönüşü" yapar ve düşük bir hıza yavaşlayarak kovanın dış taraflarından çıkar. Bu süreçte, su jetinin momentumu çarka ve oradan da türbine aktarılır. Böylece, "itme" enerjisi türbin üzerinde iş yapar. Maksimum güç ve verimlilik için, çark ve türbin sistemi, su jeti hızının dönen kovaların hızının iki katı olacak şekilde tasarlanmıştır. Su jetinin orijinal kinetik enerjisinin çok küçük bir yüzdesi suda kalır; bu da kovanın dolduğu hızda boşalmasına ve böylece yüksek basınçlı giriş akışının kesintisiz ve enerji kaybı olmadan devam etmesine olanak tanır. Tipik olarak, su jetini iki eşit akıma bölmeyi sağlayan iki kova çark üzerine yan yana monte edilir. Bu, çark üzerindeki yanal yük kuvvetlerini dengeler ve su akışının momentumunun türbin çarkına düzgün ve verimli bir şekilde aktarılmasını sağlar.