水輪發電機組的單機容量，是一座電站重要的技術經濟指標。一般條件下，采用較大容量的機組，既可以減少電站裝機的臺數，有利于工程樞紐的布置，也可以節省投資和縮短工程建設周期。電站建成后，運行成本低，水能利用效率也比較高。因此，水電機組向大容量方向發展，符合我國的國情，也是西部地區水電大開發的必然選擇。
近來，不少專家呼吁啟動研究并應用百萬千瓦級水輪發電機組，國家也提出在白鶴灘和烏電站建設百萬千瓦機組的設想。開展百萬千瓦機組的研制工作將是水電發展的必然需求。百萬千瓦機組的研發采用，必然帶動電站設計、機組制造和配套輔機設備等多領域的技術創新和發展，對我國水電設備的研制占領世界技術和頂端市場起到積較的促進作用。根據我國水電發展中長期計劃，預計水電建設已經進入大發展時期。大容量高水頭機組和抽水蓄能機組等將成為我國水電設備行業發展的重點。
水輪發電機組近期的技術發展方向和趨勢是：
1）研制開發更高水頭和更大容量的混流式水輪發電機組，提高能量指標。
2）研制大型高水頭抽水蓄能機組。水電設備企業將通過與廠家合作完成高水頭、大容量抽水蓄能機組的研制，從而逐步實現國產化。
3）沖擊式水輪發電機組未來的發展趨勢是在提高效率的同時向高水頭、大容量方向發展；傳統的小型臥式機組將逐漸被結構和控制簡單的立式多噴嘴高轉速機組取代。
4）發展高水頭、大容量的貫流式水輪發電機組，實現超大型貫流機組設備的國產化，進一步擴大中、小型貫流機組產品的多樣性和技術適應性，研究用于潮汐發電的大型國產水輪發電機組。
在大型水輪機方面，要提高水輪機的綜合性能指標，擴大機組的穩定運行范圍，提高轉輪的抗疲勞破壞性能。尤其要加強對大型抽水蓄能機組設計和制造技術的研究，在關鍵技術上進行自主創新，提高抽水蓄能電站設備的研制能力，加快國產化步伐。
在發電機方面，我國企業要掌握高壓絕緣材料與絕緣結構技術、定子線圈制造技術、大容量機組的通風冷卻技術及高速重載推力軸承的設計制造等一批有自主知識產權的核心技術。
我國水輪發電機組的技術發展方向是：抽水儲能“技術標兵”，大型水電“行業龍頭”，即具備調峰作用的抽水儲能水輪發電機組和大型水輪發電機組技術是未來水電設備產業的技術發展目標。在未來的發展中，水電設備產業將結合大型水電工程的建設實踐，破解技術難點，進一步提高大型水電設備的國產化水平和技術創新。