Bánh xe Pelton là tua bin phổ biến cho thủy điện nhỏ, khi nguồn nước có sẵn có đầu thủy lực tương đối cao ở lưu lượng thấp, khi đó bánh xe Pelton hiệu quả nhất. Bánh xe Pelton được sản xuất với mọi kích cỡ, từ Hệ thống thủy điện siêu nhỏ nhất đến lớn hơn nhiều so với các đơn vị nhỏ 10 MW yêu cầu.
Về mặt vận hành, khi tia nước tác động vào các cánh gầu có đường viền, hướng của vận tốc nước sẽ thay đổi theo đường viền của gầu. Năng lượng xung nước tác động mô men xoắn lên hệ thống gầu và bánh xe, làm quay bánh xe; bản thân dòng nước sẽ "quay chữ U" và thoát ra ở các mặt ngoài của gầu, giảm tốc xuống vận tốc thấp. Trong quá trình này, động lượng của tia nước được truyền đến bánh xe và sau đó đến tua-bin. Do đó, năng lượng "xung" sẽ tác động lên tua-bin. Để có công suất và hiệu suất tối đa, hệ thống bánh xe và tua-bin được thiết kế sao cho vận tốc của tia nước gấp đôi vận tốc của các gầu đang quay. Một tỷ lệ rất nhỏ động năng ban đầu của tia nước sẽ vẫn nằm trong nước, khiến gầu được xả hết nước với cùng tốc độ đổ đầy, do đó cho phép dòng nước đầu vào áp suất cao tiếp tục không bị gián đoạn và không lãng phí năng lượng. Thông thường, hai gầu được lắp cạnh nhau trên bánh xe, cho phép chia tia nước thành hai luồng bằng nhau. Điều này cân bằng lực tải bên trên bánh xe và giúp đảm bảo truyền động lượng của tia nước đến bánh tua bin một cách trơn tru và hiệu quả.