水流從進口到出口均沿軸向流動的反擊式水輪機。貫流式水輪機是軸流式水輪機在低水頭下發展起來的一種形式，通常為臥式布置，沒有蝸殼，用引水管將水直接引向水輪機。由于水流順直，與常規軸流式水輪機相比，貫流式水輪機過流量大，效率和比轉速較高；可比立式機組節約土建費用10%～20%，但機組所需鋼材較多。
貫流式水輪機根據轉輪與發電機布置的方式，分成全貫流和半貫流兩類。全貫流式水輪機見圖（a），是將發電機轉子直接裝在水輪機葉片外緣上，隨轉輪同步轉動，流道平直，結構較緊湊，但發電機密封較復雜。半貫流式水輪機分成燈泡式、豎井式、軸伸式、虹吸式、明槽式等。后兩種形式主要用于小型水電站。燈泡式的發電機裝在燈泡體內，水流從燈泡體四周流入水輪機轉輪，從尾水管流出。發電機在轉輪前的，稱為前置燈泡式，見圖（b）；在轉輪后的，稱為后置燈泡式，見圖（c）。為了減小發電機和燈泡體的尺寸，
常在水輪機和發電機之間裝設增速齒輪。豎井式的發電機裝在通入廠房的豎井內，見圖（d），主要優點是節省燈泡體的鋼材，發電機的通風與維護檢修較方便，但機組段和廠房的尺寸增大，流道的水力條件要差些。軸伸式見圖（e）。貫流式水輪機的導水機構為圓錐形，比常規的導水機構加工復雜。
貫流式水輪機結構圖
（a）全貫流式；（b）前置燈泡式；（c）后置燈泡式；（d）豎井式；（e）軸伸式1—引水道；2—支柱；3—導水機構；4—轉輪；5—尾水管；6—燈泡體
世界上各類最大的貫流式水輪機見表。
世界上最大貫流式水輪機基本指標
中國在20世紀90年代后，燈泡貫流式水輪機得到了較大發展。容量最大的是京南水電站，水輪機額定出力35.4 MW，最大出力37.5 MW，轉輪直徑6.3 m，最大水頭14.5 m。轉輪直徑最大的為王甫洲水電站，為7.2 m，水輪機額定出力28.1 MW，最大水頭10.3 m。還開發了適用于潮汐電站的雙向燈泡貫流式水輪機，最大的為江廈潮汐試驗電站，水輪機轉輪直徑2.5 m，額定出力（正向）773 kW。
