يتضمن الشكل النموذجي للطواحين المائية توصيل الماء من النهر أو قناة من السد أو بركة إلى تّوربين أو دولاب، ضمن أنبوب أو قناة (تتنوع ما بين مسيل مائي وقناة اصطناعية، ممر مائي). قوة الماء تدفع مجذاف الدولاب أو التّوربين، والذي يدير محور يحرك أجزاء الطاحونة الأخرى. يتحكم بمرور الماء سد ذو بوابة الذي يسمح بصيانة وبعض التحكم بكمية فيضان الماء، الطواحين الكبيرة قد تملك دزينة من البوابات تتحكم بتيارات المتواصلة التي تغذي المباني المختلفة والعمليات الصناعية. • جريان سفلي على دولاب مائي،مثال لطاحونة مائية من القرن الأول قبل الميلاد