Vattenhjulet är en gammal anordning som använder strömmande eller fallande vatten för att skapa kraft med hjälp av paddlar monterade runt ett hjul. Vattnets kraft förflyttar paddlarna, och den resulterande rotationen av hjulet överförs till maskineri via hjulets axel.
Den första referensen till ett vattenhjul går tillbaka till cirka 4000 fvt. Vitruvius, en ingenjör som dog 14 år e.Kr., har fått krediter för att skapa och använda ett vertikalt vattenhjul under romartiden. Hjulen användes för bevattning av grödor och malning, och för att förse dricksvatten till byarna. På senare år körde de sågverk, pumpar, smedbälgar, tilt-hammare och trip-hammare och till och med drivna textilbruk. Vattenhjulet var troligen den första metoden för mekanisk energi som utvecklats för att ersätta människor och djur.
Det finns tre huvudtyper av vattenhjul. Den ena är horisontellt vattenhjul: Vatten rinner från en akvedukt och vattnets framåtriktning vrider hjulet. En annan är överskott vertikalt vattenhjul, där vatten rinner från en akvedukt och vattnets tyngdkraft vrider hjulet. Slutligen,
underskottet vertikalt vattenhjul fungerar genom att placeras i en bäck och vändas av flodens naturliga rörelse.De första vattenhjulen var horisontella och kan beskrivas som slipstenar monterade ovanpå vertikala axlar vars skovlade eller paddlade nedre ändar doppade ned i en snabb bäck. Men redan under det första århundradet var det horisontella vattenhjulet - som var väldigt ineffektivt i överföring av strömmen till fräsmekanismen - ersattes av vattenhjulen på vertikal design.
Vattenhjul användes oftast för att driva olika typer av kvarnar. En kombination av vattenhjulet och kvarnen kallas en vattenkvarn. Ett tidigt horisontellt vattenkvarn som använts för att slipa spannmål i Grekland kallades "Norse Mill". I Syrien kallades vattenkvarnar "noriahs." De användes för att driva fabriker för att bearbeta bomull till trasa.
År 1839 fick Lorenzo Dow Adkins från Perry Township, Ohio ett patent för en ny vattenhjulinnovation, spiralhinkens vattenhjul.
Den hydrauliska turbinen är en modern uppfinning baserad på samma principer som vattenhjulet. Det är en roterande motor som använder vätskeflödet - antingen gas eller vätska - för att vrida en axel som driver maskiner. Rinnande eller fallande vatten träffar en serie blad eller hinkar fästa runt en axel. Axeln roterar sedan och rörelsen driver rotorn på en elektrisk generator. Hydrauliska turbiner används i vattenkraft stationer.