水轮发电机组的单机容量，是一座电站重要的技术经济指标。一般条件下，采用较大容量的机组，既可以减少电站装机的台数，有利于工程枢纽的布置，也可以节省投资和缩短工程建设周期。电站建成后，运行成本低，水能利用效率也比较高。因此，水电机组向大容量方向发展，符合我国的国情，也是西部地区水电大开发的必然选择。
近来，不少专家呼吁启动研究并应用百万千瓦级水轮发电机组，国家也提出在白鹤滩和乌电站建设百万千瓦机组的设想。开展百万千瓦机组的研制工作将是水电发展的必然需求。百万千瓦机组的研发采用，必然带动电站设计、机组制造和配套辅机设备等多领域的技术创新和发展，对我国水电设备的研制占领世界技术和顶端市场起到积较的促进作用。根据我国水电发展中长期计划，预计水电建设已经进入大发展时期。大容量高水头机组和抽水蓄能机组等将成为我国水电设备行业发展的重点。
水轮发电机组近期的技术发展方向和趋势是：
1）研制开发更高水头和更大容量的混流式水轮发电机组，提高能量指标。
2）研制大型高水头抽水蓄能机组。水电设备企业将通过与厂家合作完成高水头、大容量抽水蓄能机组的研制，从而逐步实现国产化。
3）冲击式水轮发电机组未来的发展趋势是在提高效率的同时向高水头、大容量方向发展；传统的小型卧式机组将逐渐被结构和控制简单的立式多喷嘴高转速机组取代。
4）发展高水头、大容量的贯流式水轮发电机组，实现超大型贯流机组设备的国产化，进一步扩大中、小型贯流机组产品的多样性和技术适应性，研究用于潮汐发电的大型国产水轮发电机组。
在大型水轮机方面，要提高水轮机的综合性能指标，扩大机组的稳定运行范围，提高转轮的抗疲劳破坏性能。尤其要加强对大型抽水蓄能机组设计和制造技术的研究，在关键技术上进行自主创新，提高抽水蓄能电站设备的研制能力，加快国产化步伐。
在发电机方面，我国企业要掌握高压绝缘材料与绝缘结构技术、定子线圈制造技术、大容量机组的通风冷却技术及高速重载推力轴承的设计制造等一批有自主知识产权的核心技术。
我国水轮发电机组的技术发展方向是：抽水储能“技术标兵”，大型水电“行业龙头”，即具备调峰作用的抽水储能水轮发电机组和大型水轮发电机组技术是未来水电设备产业的技术发展目标。在未来的发展中，水电设备产业将结合大型水电工程的建设实践，破解技术难点，进一步提高大型水电设备的国产化水平和技术创新。