น้ำถูกปล่อยจากอ่างเก็บน้ำด้วยแรงดึงดูดของโลก เพื่อที่จะถูกนำไปทำความสะอาดเพื่อใช้สำหรับดื่ม ผลิตกระแสไฟฟ้า หรือ รักษาการไหลของกระแสน้ำ ถ้าหากว่ามีฝนตกลงมามาก น้ำจะถูกปล่อยออกทางทางน้ำล้นเพื่อหลีกเลี่ยงภาวะน้ำมากเกิน และเพื่อรักษาความแข็งแรงของเขื่อนไว้ อ่างเก็บน้ำสมัยใหม่ส่วนใหญ่มีการออกแบบหอคอยเพื่อถ่ายเทน้ำออกจากอ่างเก็บน้ำในระดับต่างๆ และเพื่อให้น้ำที่มีคุณภาพจำเพราะถูกปล่อยไปกับกระแสน้ำในแม่น้ำเช่นเดียวกับน้ำเพื่อการทดแทน

การวัดระดับ

คำศัพท์สำหรับอ่างเก็บน้ำมีหลากหลายตามประเทศต่างๆ ในสหรัฐอเมริกา ระดับน้ำที่มากที่สุดตามปกติของอ่างเก็บน้ำ เรียนกว่า full pool ในขณะที่ระดับน้ำที่น้อยที่สุดที่เขื่อนยังสามารถทำงานได้ เรียกว่า dead pool หากต่ำกว่าระดับนี้ก็ยังคงเรียกว่า dead pool ระดับน้ำที่อยู่ระหว่างระดับต่ำสุดกับสูงสุดเรียกว่า conservation pool ระดับน้ำที่มากที่สุดอาจจะต่างกัน ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับฤดูกาล ฤดูร้อนหรือฤดูหนาว และ ฤดูที่อากาศแห้งหรืออากาศชื้นหากน้ำในเขื่อนถึงจุด dead pool เขื่อนไม่สามารถปล่อยน้ำได้อีก กระแสน้ำเหนือเขื่อนเกือบจะแห้งหมด ทำให้ไม่สามรถผลิตกระแสไฟฟ้าได้ ทั้งนี้อาจเกิดขึ้นได้จากการที่ระบบน้ำของเทศบาลดูดอากาศลงไปในน้ำ ทำให้คุณภาพของน้ำเสีย สามารถแก้ได้อย่างถาวรด้วยการใช้ท่อยาวขึ้น หรือแก้แบบชั่วคราวด้วยการใช้ท่อส่งน้ำขนาดใหญ่ลอยอยู่บนเรือบรรทุก จนกว่าจะเสร็จสิ้นการซ่อมเขื่อนหรือหมดปัญหาขาดแคลนน้ำขั้นรุนแรง

ไฟฟ้าพลังน้ำ

สถานีไฟฟ้าพลังน้ำประกอบด้วยกังหันขนาดใหญ่ติดอยู่ที่ส่วนฐานของเขื่อน น้ำจากอ่างเก็บน้ำด้านหลังเขื่อนจะถูกส่งผ่านมาทางท่อเพื่อหมุนกังหัน กังหันจะปั่นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าทำให้เกิดกระแสไฟฟ้า โดยทั่วไปแล้ว อ่างเก็บน้ำประเภทนี้จะถูกสร้างไว้เฉพาะสำหรับเครื่องกำเนิดกระแสไฟฟ้าเท่านั้น ไม่สามารถใช้เป็นน้ำดื่ม หรือน้ำเพื่อการชลประทานได้

การควบคุมทางน้ำไหล

อ่างเก็บน้ำสามารถใช้ควบคุมการไหลของน้ำสู่ปลายน้ำได้หลายวิธี

การชลประทาน

น้ำที่ใช้เพื่อการชลประทานจะถูกปล่อยสู่ระบบคลองเพื่อใช้ในการเพาะปลูกเป็นหลัก หรือเพื่อเป็นระบบน้ำสำรอง โดยทั่วไปแล้วจะไม่ใช้เพื่อเป็นน้ำดื่ม แต่ในบางกรณีก็สามารถใช้ดื่มได้ เช่น อ่างเก็บน้ำห้วยหัวแหวน อ่างเก็บน้ำแม่ทุเลาใน ตำบลกลางดง อำเภอทุ่งเสลี่ยม

การควบคุมน้ำท่วม

รู้จักกันในนาม อ่างเก็บน้ำเพื่อแบ่งเบาปัญหาน้ำท่วม (attenuation) หรือ เพื่อทำให้สมดุล (balancing) อ่างเก็่บน้ำชนิดนี้ ถูกใช้เพื่อป้องกันน้ำท่วม โดยจะกักเก็บน้ำเมื่อมีปริมาณน้ำฝนที่ไม่ตกตามฤดูกาลมากเกินไป จากนั้นจะปล่อยน้ำออกอย่างช้าๆภายในช่วงเวลาสัปดาห์ หรือเดือน อ่างเก็บน้ำบางแห่งถูกสร้างตามทางของแม่น้ำแต่ถูกควบคุมทิศทางการไหลโดยแผ่นกั้นน้ำ เมื่อน้ำในแม่น้ำไหลมากเกินกว่าความจุของแผ่นกั้นน้ำ น้ำจะถูกสะสมไว้ทางด้านหลังเขื่อน และเมื่ออัตราการไหลลดลง น้ำจากหลังเขื่อนจะค่อยๆถูกปล่อยออกมาจนกระทั่งอ่างเก็บน้ำว่างเปล่าอีกครั้ง ในบางกรณีที่อ่างเก็บน้ำได้ทำหน้าที่เพียงไม่กี่ครั้งในรอบทศวรรษ พื้นที่ด้านหลังอ่างเก็บน้ำอาจถูกพัฒนาให้เป็นชุมชน หรือพื้นที่สำหรับนันทนาการ เขื่อนยุคใหม่เพื่อปรับสมดุลกำลังถูกพัฒนาขึ้นเพื่อต่อสู้กับวิกฤตโลกร้อน เรียกว่า อ่างเก็บน้ำเพื่อยับยั้งน้ำท่วม (Flood Detention Reservoirs) ทั้งนี้เพราะเขื่อนเก็บน้ำจะยังคงแห้งเป็นเวลานาน และอาจมีปัญหาเกี่ยวกับความแข็งแรงของดินรอบเขื่อน บริษัทสัญชาติอังกฤษ Instant Barrage Services จึงได้พัฒนาส่วนผสมเพื่อเป็นทางเลือกในการเติมลงบนดิน ทำจากวัสดุรีไซเคิล ซึ่งน่าจะใช้การได้ดีและปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในปริมาณที่น้อยกว่า

การทดแทน

หากอ่างเก็บน้ำทั่วไปตามแม่น้ำถูกใช้เป็นแหล่งกำเนิดพลังงาน อ่างเก็บน้ำเพื่อการทดแทนนี้มีไว้เพื่อเป็นหลักประกันว่าจะมีการไหลของน้ำอย่างเพียงพอระหว่างช่วงเวลาการทำงานของอุตสาหกรรมพลังงานน้ำ

คลอง

เมื่อน้ำจากธรรมชาติมีไม่เพียงพอสำหรับการส่งต่อไปยังคลอง อ่างเก็บน้ำอาจถูกใช้เพื่อรับประกันระดับน้ำในคลอง

นันทนาการ

อ่างเก็บน้ำทำให้เกิดสถานที่สำหรับนันทนาการ แม้ส่วนใหญ่ถูกสร้างขึ้นเพื่อจุดประสงค์ด้านเทศบาล แต่สามารถอนุญาตให้ทำกิจกรรมบางอย่างได้ เช่น ตกปลา พายเรือ ดังนั้นอ่างเก็บน้ำส่วนใหญ่จึงมีกฎหมายควบคุมเพื่อความปลอดภัยของสาธารณชน

การจัดการออกแบบอ่างเก็บน้ำ

มีหลากหลายซอฟต์แวร์สำหรับการออกแบบอ่างเก็บน้ำ ตั้งแต่ระดับผู้เชี่ยวชาญ Dam Safety Program Management Tools (DSPMT) จนถึงอย่างง่าย WAFLEX และแบบผสมผสาน Water Evaluation And Planning system (WEAP) ทำให้การทำงานด้านอ่างเก็บน้ำมาอยู่ในระบบของระบบอุปสงค์-อุปทาน