在河道上拦河筑坝抬高上游水位，形成较大的上下游水位差，构成水电站水头，这种水能开发方式称为坝式开发。采用坝式开发的水电站称为坝式水电站。坝式开发可用形成的蓄水库调节流量，使得水能利用程度较充分。蓄水库可同时解决防洪、供水等部门的水利问题。坝式水电站一般建设在非溢流坝段，常见的是河床式水电站与坝后式水电站。
一、河床式水电站
河床式水电站大多建造在河流中下游河道底坡平缓的河段上。水电站厂房与坝排成一体，共同阻挡河水，这种坝一般不高，中小水电站水头为10m左右，主要靠流量大出力，属低水头大流量型水电站。
河床式水电站水头低，不会形成大面积水库，通常建在河流的中下游。河床式水电站枢纽最常见的布置方式是泄水闸（或溢流坝）在河床中部，厂房建在一边或两边。
湖北葛洲坝水利枢纽是大型河床式水电站，大坝为混凝土重力坝，全长2595 米，最大坝高53 . 8 米，大坝布置从右岸起：大江冲沙闸、一号船闸、大江电站厂房、二江泄水闸、二江电站厂房、二号船闸、三江冲沙闸、三号船闸，葛洲坝水库总库容15.8亿立方米。
二、坝后式水电站
当开发河段允许筑较高的坝蓄水来获得较大的水头时，由于上游水压力较大，水电站厂房本身的结构和重量已不足以维持稳定，无法挡水，必须筑建专门的大坝挡水，将厂房布置在坝的下游侧，这种布置称为坝后式水电站。
典型的坝后式水电站是三峡水电站。三峡大坝全长2309．47米，中部泄流坝长483米，最大坝高181米,水头约110米。
泄洪坝段的上部有坝顶溢流表孔22个，在坝体下方有深孔泄洪通道23个，表孔溢流通道与深孔泄洪通道间隔分布。泄洪主要通过深孔泄洪，可有效带走上游淤积泥沙，在大洪水时进行溢流泄洪。泄洪坝段的两侧是发电厂房坝段，发电厂房在大坝后方，水轮机引水管道从坝体穿过向下引入发电厂房。在厂房坝段的下方还设有若干个冲沙孔。
左侧厂房安装14台70万千瓦水电机组，采用混流式水轮机，右侧厂房安装12台70万千瓦水电机组；在右岸大坝“白石尖”山体内的地下厂房有6台70万千瓦水电机组，这样共有70万千瓦水电机组32台，加上两台5万千瓦电源机组，三峡电站总装机容量达到2250万千瓦。
三、坝式水电站地下厂房
坝后式水电站根据地形与地质情况，采用把发电厂房建在坝侧的山体内的地下厂房，地下厂房由主厂房洞室、主变压器洞室与引水、供气等隧洞组成，在山体内开凿而成。
向家坝水电站就是采用的坝后式水电站和地下厂房相结合的形式。向家坝水电站采用实体重力坝，最大坝高161米，坝顶长937.5米。水电站除了在靠左岸建设坝后厂房外，在右岸山体内开挖了地下厂房。地下厂房由主厂房洞室与主变压器洞室组成，4条引水隧洞从上游岸边连通厂房4台水轮机，4条尾水隧洞并为2条后通往下游江边，除此还有进厂交通洞、通风洞、排水洞、出线洞、母线洞、安全兼施工洞等。
向家坝水电站的地下厂房与坝后厂房各安装4台80万千瓦的水轮发电机组，总装机容量640万千瓦。
许多采用拱坝的水电站，因地形狭窄，厂房只能建在地下，我国二十世纪建成的最大的水电站二滩水电站就采用地下式厂房。
二滩水电站位于雅砻江下游，距离金沙江的汇合口约 40km ，距攀枝花市约40km，坝址处于高山狭谷中。大坝为混凝土双曲拱坝，坝顶弧长775m，最大坝高240m。厂房在照片右下方山体内，是地下式厂房，厂房内布置6台单机容量55万kW的混流式水轮发电机组。
坝式水电站建库拦截河水，可通过水库调节流量，使得水能利用程度较充分。同时水库可解决防洪、供水等水利问题，综合利用效益 高。但是，由于坝的工程量大，而且会带来库区土地、森林、矿藏淹没损失等环境问题，同时移民安置也是困难问题，所以坝式水电站是投资大、工期长的大型工 程。