水头是指上游蓄水的水平面至水轮机入口的垂直高度。代表了水的位能。水头越高，位能越大，同等流量能发的电也就多。

位能指物体在万有引力(包括重力)、弹性力等势场中，因所在的位置不同而具有的能量。因势场的性质不同，称为引力势能、重力势能和弹性势能。静电场也是个势场，电荷因在静电场中位置不同而具有的能量称电势能。