由于一条河流的自然特征（水温、地形和地质条件等）和社会经济特征（居民分布情况、工农业及交通运输业的布局），以及地区国民经济发展对综合利用该河流水资源的要求等原因，一座水电站所能开发利用的河段长度是有一定限度的。当一条河流的全长（从河源到河口）超过一个开发段所能达到的最大长度时，就必须将全河段分成若干个河段来开发利用。在一条河流上，自上而下，建造一个接一个的水利枢纽，成为一系列的梯级枢纽，这种开发方式称为河流的梯级开发，如图1-8所示。梯级开发中的一系列水电站，称为梯级电站。

河流梯级电站的原则是：（1）在地形、地质、和淹没条件限制等条件许可时，尽可能使各枢纽首尾衔接，以充分利用落差；（2）不允许淹没的河段，尽可能采用低坝河床或引水式开发；（3）最上游一般要有较大的水库，以提高其调节控制性能；（优先）优先建设比较关键且开发条件较优的工程。河流中上游有修较大水库的条件时，最好首先建设，这样对下游工程的施工和运行管理有利。