Bánh xe Pelton là loại tuabin phổ biến trong các hệ thống thủy điện nhỏ, khi nguồn nước có sẵn có cột áp tương đối cao ở lưu lượng thấp, lúc đó bánh xe Pelton phát huy hiệu quả cao nhất. Bánh xe Pelton được sản xuất với nhiều kích cỡ, từ các hệ thống thủy điện siêu nhỏ đến những hệ thống lớn hơn nhiều so với yêu cầu của các tổ máy 10 MW nhỏ.
Về mặt hoạt động, khi tia nước tác động lên các cánh gầu có hình dạng uốn lượn, hướng vận tốc của nước sẽ thay đổi để phù hợp với hình dạng của gầu. Năng lượng xung của nước tạo ra mô-men xoắn lên hệ thống gầu và bánh xe, làm quay bánh xe; dòng nước tự động "quay đầu" và thoát ra ở phía ngoài của gầu, giảm tốc độ xuống mức thấp. Trong quá trình này, động lượng của tia nước được truyền đến bánh xe và từ đó đến tuabin. Như vậy, năng lượng "xung" thực hiện công trên tuabin. Để đạt công suất và hiệu quả tối đa, hệ thống bánh xe và tuabin được thiết kế sao cho vận tốc của tia nước gấp đôi vận tốc quay của các gầu. Một phần rất nhỏ năng lượng động ban đầu của tia nước sẽ còn lại trong nước, khiến gầu được làm rỗng với tốc độ tương đương với tốc độ đổ đầy, và do đó cho phép dòng chảy đầu vào áp suất cao tiếp tục không bị gián đoạn và không lãng phí năng lượng. Thông thường, hai gầu được lắp đặt cạnh nhau trên bánh xe, cho phép chia tia nước thành hai dòng bằng nhau. Điều này giúp cân bằng các lực tải ngang tác động lên bánh xe và đảm bảo sự truyền động lượng của dòng chất lỏng phun nước đến bánh xe tuabin một cách trơn tru và hiệu quả.