Itaipú produce energía eléctrica con base en la energía hidráulica, o sea, por el aprovechamiento de la energía potencial gravitacional del agua contenida en una represa elevada. Esta energía está presente en la naturaleza, y se puede aprovechar en desniveles acentuados o caídas de agua.
Antes de hacerse energía eléctrica, la energía se debe convertir en energía cinética. El dispositivo que realiza esta transformación es la turbina. La turbina consiste básicamente en una rueda dotada de palas, que se pone en rotación al recibir la masa de agua. El último elemento de esta cadena de transformaciones es el generador, que convierte el movimiento rotatorio de la turbina en energía eléctrica.
La implantación de una central hidroeléctrica en un río, prevé la construcción de una represa para almacenarla, formando un lago artificial que puede tener dos funciones: acumular agua para cuando haya disminución de caudal en el río y proveer un desnivel para la caída de agua (aumento de la energía potencial). En Itaipú, la represa sirve, principalmente, para producir el desnivel necesario para el accionamiento de las turbinas, ya que su embalse tiene pequeño volumen cuando se lo compara al caudal del río (la central es a hilo de agua)
Por ese motivo, la represa no interrumpe completamente al flujo del agua. Una parte del caudal del agua ingresa por las tomas de agua, que son las estructuras para la captación del agua, y que la conducen por las tuberías de presión hasta las turbinas. El resto del caudal del agua, que no es utilizado para generar energía, es descargado al lecho del río, aguas abajo de la Casa de Máquinas, por medio del vertedero; un sistema de compuertas que sirve para controlar el agua vertida.
La Casa de Máquinas y la Presa Principal contienen los equipos para la generación de electricidad, incluyendo a las tomas de agua, tuberías de presión, caja espiral, turbina, generador, Sala de Control Central (CCR), Sala de Despacho de Carga y salas de control local. La tensión de la corriente generada es elevada desde 18 kV hasta 500 kV por bancos de transformadores monofásicos.
La rotación de la turbina, movida por el flujo del agua, hace girar al rotor del generador, cuyos campos magnéticos, al desplazarse frente a las bobinas del estator, producen la energía eléctrica.
En términos absolutos, los cinco mayores productores de energía hidroeléctrica en el mundo son: Canadá, China, Brasil, Estados Unidos y Rusia. En el año 2006, estos países fueron responsables por casi el 52,4% de toda la producción mundial de energía hidroeléctrica (MME - BEN 2008). Poco menos del 50% de la actual capacidad hidroeléctrica instalada en Brasil está en la Cuenca del Río Paraná.
La contribución de la energía hidráulica en la matriz energética del Brasil, según el Balance Energético Nacional de 2008 es cerca de 75%. Se estima que en los próximos años por lo menos el 50% de la necesidad de expansión de la capacidad de generación será de origen hídrica.
