수력발전 방식의 하나. 발전소의 아래와 위에 저수지를 만들어 놓고, 심야(深夜) 또는 풍수기(豊水期)의 잉여전력(剩餘電力)으로 펌프를 가동하여 아래의 저수지물을 위에 있는 저수지에 퍼올려 두었다가 주간이나 갈수기의 전력수요가 많을 때 방수(放水)하여 발전하는 구조인데, 같은 물을 반복해서 사용하게 된다.

양수방식에 의하지 않는 수력발전소에서는 연간(年間)의 발전전력량(發電電力量)은 자연유량(自然流量)으로 정해지는 값보다 크게 할 수는 없으나, 양수방식에 의하면, 자연유량에 의한 경우보다도 대규모의 발전을 할 수가 있다.
양수발전을 효과적으로 하기 위해서는 앞에서 말한 바와 같이 발전소보다 높은 위치에 물을 충분히 저장할 수 있는 저수지(자연호수 또는 인공호수)가 필요하다.

또, 발전할 때의 발전기와 수차(水車), 양수할 때의 전동기와 펌프는 별개의 설비를 두는 경우와, 같은 설비가 발전에도 사용되고 양수에도 사용되는 경우가 있는데, 어느 것을 채택하느냐 하는 것은 경제적으로 큰 문제가 된다.
별개의 설비를 두는 경우는 발전과 양수가 모두 효율이 좋은 운전이 되지만, 같은 설비를 공용(발전과 양수)할 경우는 건설비는 싸게 들지만, 양수할 때의 효율을 높이기 위해 발전할 때보다 고속도로 운전할 수 있게 하려면, 전동기의 구조가 복잡해진다.

따로 두는 형과 공용형의 중간적인 것으로는 동기기(同期機)와 수차와 펌프를 같은 축(軸)에 직결한 턴덤형이 있다. 이 형에서는 양수할 때 수차가 공전(空轉)하게 되고, 발전할 때는 펌프가 공전하게 된다.

양수발전이 주목을 끌게 된 이유는, 자연유량으로 대규모의 발전을 할 수 있는 지점은 이미 개발된 상황에 있는 데다가 전력의 수요는 날로 증가되고 있으므로, 이것에 대응하는 방법으로 양수에 의한 발전을 늘려야 한다는 것과, 같은 계통에 있는 화력발전이 대규모화해서 계통 전체의 수요가 적은 시간대를 노리면, 양수를 위해 필요한 전력을 얻기 쉽다는 것 등을 들 수 있다.

게다가 대형 화력발전소, 특히 원자력 발전소에서는 항상 일정한 출력으로 운전하는 것이 유리하며, 야간(심야)의 값싼 잉여전력을 이용한다는 것은 합리적이기 때문이다. 양수 발전소의 건설은 세계적인 추세이다.