Jest pierwszym i najstarszym urządzeniem wykorzystującym siły natury. Na początku były wykorzystywane w celu dostarczania wody i nawadniania jednak z czasem odkryto, iż z powodzeniem można używać koła wodnego do napędzania żaren w młynach, miechów i ciężkich młotów czy pił w tartakach. Pierwsze koło wodne w Polsce zbudowano w Łęczycy w roku 1145 i napędzało młyn. Stosowane koła wodne miały moc od 2 do 4 koni mechanicznych a na terenach Polski w XVI wieku pracowało w sumie około 3000 takich urządzeń.
Koło wodne to bardzo prosty wynalazek, który jest zbudowany z dużego drewnianego lub metalowego koła, na którym są osadzone specjalne czarki tworząc w ten sposób powierzchnię napędową. Najbardziej popularnym kołem wodnym było o pionowym kole a poziomej osi. Budowa koła wodnego jest bardzo prosta i składa się z drewnianego lub metalowego koła, na którym zamontowane są łopatki lub czarki tworząc powierzchnię napędową. Zasada działania jest równie prosta jak budowa i polega na obracaniu koła przez strumień wody dzięki łopatka lub czarką na nim umieszczonych przekształcając energię wody na energię mechaniczną. Mając na uwadze sposób dostarczania strumienia wody koła wodne dzielimy na:
