多年调节水库是水电站按调节周期分类的一种类型，通过蓄存丰水年多余水量补充枯水年需求，调节周期跨越若干年，兼具年、周、日调节功能，库容系数通常超过0.3。其核心特征是仅在连续枯水年组的枯水段末期才会消落到死水位，水位变幅由正常蓄水位与死水位之间的消落深度决定。

1878年法国建成世界第一座水电站。世界第一座抽水蓄能电站是瑞士于1879年建成的勒顿抽水蓄能电站。世界第一座潮汐电站于1913年建于德国北海之滨。最大的潮汐电站是法国建于圣玛珞湾的朗斯潮汐电站，装机24万千瓦。

20世纪30年代后，水电站的数量和装机容量均有很大发展。日本在1978年建成的海明号波浪发电试验船则是世界上第一座大型波能发电站。世界装机容量最大的抽水蓄能电站是1985年投产的美国巴斯康蒂抽水蓄能电站。

80年代末，世界上一些工业发达国家，如瑞士和法国的水能资源已几近全部开发。20世纪世界装机容量最大的水电站是巴西和巴拉圭合建的伊泰普水电站，装机1260万千瓦。2012年三峡地下电站投产后，三峡电站总装机容量共2250万千瓦，是世界装机容量最大的水电站。

中国大陆最早建成的水电站是云南省昆明市郊的石龙坝水电站(1912)。中国1988年竣工的湖北葛洲坝水利枢纽，装机271.5万千瓦。中国1986年在浙江省建成试验性的江厦潮汐电站，装机3200千瓦。中国的广州抽水蓄能电站，一期工程装机120万千瓦，计划在90年代完工。1994年已开工兴建的三峡水利枢纽建成后，装机容量为2250万千瓦，将是世界上最大的水电站。