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利用相邻流域之间水体的高程差，将一个流域的水引到另一个流域进行发电的开发方式。跨流域水电开发的要点，在于利用有利的地形，以取得集中的水头或增加发电流量。在具体实施上有两种情况。 （1）在地形复杂、高差悬殊的山区，有时两条相邻河流在较短的距离内存在着较大的高程差。如将位于高处的河流的水引向较低处的河流，即可取得较大的发电能力。 中国云南省的以礼河梯级水电站即属此类情况。以礼河为金沙江的一条小支流，与金沙江另一条小支流小江的流向基本平行。两河之间相距仅12km，但落差达1 380m。利用一系列的水库、大坝、隧洞、水电站等工程措施，将以礼河的水引到小江。在20世纪70年代初，建成了总装机容量为321.5mW，多年平均年发电量16亿kW·h的以礼河梯级水电站。 澳大利亚的雪山水电工程也属于此类情况。此工程利用澳大利亚东部水量丰富的雪河，修建一系列的水库、大坝和隧洞，穿过高达2000m的大分水岭，将河水引到墨累河的上游，进行跨流域开发，共取得水头900m，建7座水电站，总装机容量为3 740mW。此工程除发电外，还有巨大的灌溉效益。 在欧洲的阿尔卑斯山区，水量丰富，地形复杂，一些相邻的山溪之间，相距较近，可以利用隧洞等工程措施，将其连通起来，一方面集中各条山溪的水量，另一方面利用其间的高程差以及高山区往往可以找到的高水头地形条件，进行水电开发。在瑞士、法国和奥地利，均有这类跨流域开发的实例。 （2）在高原地区，相邻河流或湖泊之间高程差别不大，可以用比较简单的工程措施予以沟通，将水量集中到一条自然条件较为有利的河流上进行水电开发。 加拿大的丘吉尔（Churchill）瀑布水电站和詹姆斯湾梯级水电站均属此类情况。丘吉尔瀑布水电站利用围堤将临近两条河流上游湖泊的水位抬高，将水引入本流域，于丘吉尔瀑布处利用312.5m的水头发电，装机容量达5 225mW。詹姆斯湾的拉格朗德（La Grande）河梯级水电站也是利用在相邻河流上游修建围堤及引水道，将水引入本流域。此梯级电站总装机容量达15 236mW。跨流域引水使拉格朗德河的水量增加了1倍（参见拉格朗德二级水电站）。 跨流域引水开发，除了用于发电以外，还可用于灌溉、供水及航运等。在大量引水时，要考虑相邻流域的生态环境，不使其因引水而恶化。
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