Dla usprawnienia funkcjonowania systemów elektroenergetycznych o zmiennej generacji i poborze mocy stosuje się powszechnie elektrownie szczytowo-pompowe. Służą one do gromadzenia pobranej energii elektrycznej, a następnie oddawania jej do sieci. W porze niskiego zapotrzebowania na moc, nadmiar energii elektrycznej w systemie zostaje wykorzystany do pompowania wody do górnego zbiornika. W czasie zwiększonego popytu woda zostaje wypuszczona z górnego do dolnego zbiornika i przepływając przez turbinę generuje moc elektryczną. Odwracalne turbozespoły działają więc zarówno jako silnik-pompa oraz jako turbina-generator. Uwzględniając ubytek odparowanej wody i straty w maszynach, przy wytwarzaniu elektryczności odzyskuje się jedynie 70 do 85 % energii pobranej na przetłoczenie wody do górnego zbiornika. Stosunkowo niska gęstość energii zawartej w roboczym medium wymaga użycia dużego zbiornika lub dużej różnicy poziomów obu zbiorników. Jedna tona wody podniesiona na wysokość 100 m może wytworzyć 0.272 kWh energii elektrycznej – ta ilość wystarczy do świecenia żarówek o mocy 272 W przez godzinę.
Główne zadanie tych elektrowni to dotrzymywanie bilansu mocy w systemie elektroenergetycznym. Poprawia się ekonomiczność wytwarzania energii, gdyż możliwa jest praca dużych źródeł podstawowych jak elektrownie cieplne i atomowe ze stałym, optymalnym obciążeniem zapewniającym najwyższą sprawność. Eliminuje to zarazem konieczność użycia dodatkowych źródeł włączanych krótkotrwale dla pokrycia zapotrzebowania szczytowego. Siłownie te spełniają także ważne zadanie regulacji częstotliwości z uwagi na szybkość reakcji na nagłe zakłócenia równowagi popytu i generacji.
