冲击式水轮机系由喷射水流冲击装在动轮周围的杯式叶片上，使动轮旋转而产生功率，其主要力学原理为喷射流撞击在动轮切线方向移动之叶片后改变流向（如图所示）而产生冲力，此冲力对轮轴形成一力矩，将喷射流之动能传至动轮。在理想状况下，当叶片之切线速度等于喷射流速之半时，其输出功率为最大，亦即射流之全部动能均用于推动轮周边的叶片，故输出最大功率可用下式表示： 其中，p 为输出最大功率；γ为单位体积水重；Q 为流量；Vj为喷射流之流速；g 为重力加速度。