Ett vattenhjul är en mekanisk anordning för att omvandla energin från fallande vatten ( vattenkraft ) till energin för rotationsrörelse så att arbete kan utföras på hjulets axel. När vattnet stiger till en viss nivå, lagras den potentiella energin som motsvarar denna nivå i det, så att det fallande vattnet kan utföra arbete. Den omvända transformationen används i skovelhjul som används som framdrivning på fartyg .
Det finns tre huvudtyper av vattenhjul för att omvandla vattenkraft till rotationsenergi: