PLTA Besai dibangun untuk membangkitkan daya output maksimum sebesar 90,4 MW dengan memanfaatkan tinggi terjun air dari sungai Besai. PLTA Besai merupakan pembangkit dengan tipe run off river dimana pengoperasiannya adalah dengan memotong aliran air sungai dan ditampung pada reservoir, kemudian air dibelokkan ke power house melalui tunnel dan penstock. Tergantung dari kontinuitas persediaan air, pada umumnya PLTA dioperasikan untuk memikul beban puncak sistem kelistrikan ataupun membantu memikul beban dasar kelistrikan.
Prinsip dasar pengoperasian PLTA pada dasarnya sama yaitu air yang mengalir dalam pipa, energi potensialnya berangsur-angsur berubah menjadi energi kinetik ketika melewati penstock. Selanjutnya di dalam turbin, energi kinetik berubah menjadi energi mekanis berupa putaran pada poros turbin yang dikopel dengan generator dan akan menghasilkan energi listrik melalui proses induksi pada kumparan stator oleh perputaran rotor yang mengalir arus. Pengaturan besar kecilnya bukaan guide vanes sesuai dengan hasil perbandingan antara daya generator dan parameter set point yang telah ditentukan.
Pada Besai Power Station terdiri dari dua unit hydraulic turbine dan generator yang terpasang di dalam power house. Masing-masing generator dihubungkan dengan main transformer 11/150 kV untuk menaikkan tegangan generator menjadi 150 kV sesuai tegangan sistem.
