Гидроаккумулирующая электростанция состоит из двух отстоящих на расстоянии друг от друга частей и работает только в пиковые моменты нагрузок в электросети. Резервуар с водой открывается, и вода течет вниз к турбинам. Как только нагрузка в сети падает, вода, при помощи остаточной электроэнергии, возвращается обратно в резервуар. Таким образом, получается, что ГЭС можно считать самодостаточным аккумулятором (ГАЭС).
Строительство гидроаккумулирующей электростанции связано с необходимостью решать энергетич. задачи системы: покрытие суточных пиков графика нагрузки; создание резерва мгновенного ввдда и реактивной мощности (при работегидроаккумулирующей электростанции в режиме синхронного компенсатора); регулирование, частоты и режима работы тепловых электростанций. 
Гидроаккумулирующие электростанции работают в двух режимах — насосном и турбинном. В первом случав гидроаккумулирующая электростанция, потребляя избыточную энергию от тепловых электростанций в часы наименьших нагрузок в системе (обычно 7—-12 час. в сутки), перекачивает воду из нижнего питающего водохранилища в верхний аккумулирующий бассейн (зарядка станции).
Во втором случае гидроаккумулирующая электростанция работает в часы максимального потребления энергии в системе (2—6 час. в сутки). Расходуя воду из верхнего бассейна, она вырабатывает электроэнергию в систему (разрядка станции).
В состав гидроаккумулирующей электростанции входят: нижн. питающее водохранилище (естеств. озеро, водохранилище гидроузла, существующее или специально создаваемое); верхний аккумулирующий бассейн (естественные высокогорные приточные или бесприточные озера, расположенные вблизи от нижнего водохранилища, или искусственно созданный водоем); здание стапции; напорный водовод, обычно металлич. или железобетонный; водоприемник, предназначенный для приема воды в верхний бассейн при работе станции в насосном режиме и забора воды из бассейна при работе станции в турбинном режиме.
Гидромеханич. и электротехнич. оборудование в здании гидроаккумулирующей электростанции располагается обычно по схеме трехмашинной компоновки, при к-рой в агрегат входят насос, генератор- электродвигатель и турбина. Наиболее современная и совершенная двухмашинная компоновка состоит из обратимой турбины (турбина-насос) и генератора-электродвигателя.
Если верхний бассейн не имеет естественной приточности, Г. э. работает только на аккумулированной воде («чистая» гидроаккумулирующая электростанция). В отличив от нее, «смешанная» гидроаккумулирующая электростанция имеет дополнительную естеств. приточность и, т. о., работает на приточном стоке и аккумулированном объеме или в каскаде гидроэлектростанций. В последнем случае. в здании станции устанавливают дополнительно к основным турбинным агрегатам обратимые турбины или насосы для подкачивания воды в верхний бьеф водохранилища из нижнего.
Гидроаккумулирующие электростанции обычно располагают вблизи крупных потребителей энергии и в районе мощных электростанций с благоприятными топография., геологич. и гидрологич. условиями, допускающими устройство верхнего бассейна и нижнего водохранилища в непосредственной близости друг к другу. Кпд от 0,6 до 0,7. Наиболее благоприятные гидрологич. условия для строительства Г. э.— наличие верхнего бассейна с естественной приточностью или использование существующих водохранилищ и озер.
