轴流式水轮机 水流流向水轮机转轮叶片和离开叶片时都是沿着主轴方向的反击式水轮机。轴流式水轮机一般适用于45m以下的较低水头。随着技术发展，现已用到近90m水头。根据叶片能否转动又可分成定桨式和转桨式。定桨式水轮机叶片不能转动，结构和制造都比较简单，造价较低，但只能靠导叶调节流量，调节性能较差，高效率区较窄，适用于水头和出力变化较小的水电站和小型水电站。转桨式水轮机又称卡普兰式水轮机，是捷克的卡普兰于1912年首先提出来的，叶片和导叶能根据水头和出力的变化，协调至最优的位置，调节性能好，高效率区较宽，但结构复杂，造价较高。大中型水电站大多采用转桨式。但机组台数多时，也可部分采用定桨式。
轴流式水轮机的主要部件有：蜗壳、座环、导水机构、转轮、顶盖、转轮室、尾水管、主轴和导轴承等（见图）。水头低于40m时，蜗壳往往采用钢筋混凝土结构。转轮由转轮体、叶片和泄水锥组成。转桨式水轮机叶片由设在转轮体中的操作机构用压力油操作，压力油由主轴受油器通入，因此转轮体比定桨式的要大。轴流式水轮机的叶片数根据水头高低而有所不同，通常为3～8片。
世界上转桨式水轮机使用水头最高的是意大利那门比亚水电站的水轮机，单机出力13.5 MW，最大水头88m。单机出力最大的是原苏联苏尔宾水电站的水轮机，出力230 MW。
中国轴流式水轮机达到了很高的水平，轴流转桨式在转轮直径和单机出力等方面都位居世界前列。葛洲坝水电站1号、2号机组的转桨式水轮机，转轮直径为11.3m，出力为175MW，是世界上轴流式水轮机中直径最大的。单机容量最大的是水口水电站的水轮机，水轮机额定出力204MW，最大水头57.8m，转轮直径8m，机组最大出力230 MW。轴流定桨式水轮机容量最大的是红石水电站，额定容量50MW。使用水头最高的是石门水电站，最大水头77m，转轮直径1.8m，水轮机额定出力13 MW。
