Веками люди размышляли над причиной морских приливов и отливов. Сегодня мы достоверно знаем, что могучее природное явление – ритмичное движение морских вод – вызывают силы притяжения Луны и Солнца. Поскольку Солнце находится от Земли в 400 раз дальше, гораздо меньшая масса Луны действует на земные воды вдвое сильнее, чем масса Солнца. Поэтому решающую роль играет прилив, вызванный Луной (лунный прилив).
Приливные колебания уровня в морях и океанах Земли вполне предсказуемы. Основные периоды этих колебаний – суточные, продолжительностью около 24 часов и полусуточные – около 12 ч. 25 мин, т.е. в морских просторах приливы чередуются с отливами через 6 ч 12 мин 30 с. Если Луна, Солнце и Земля находятся на одной прямой (так называемая сизигия), Солнце своим притяжением усиливает воздействие Луны, и тогда наступает сильный прилив (сизигийный прилив, или большая вода). Когда же Солнце стоит под прямым углом к отрезку Земля–Луна (квадратура), наступает слабый прилив (квадратурный, или малая вода). Сильный и слабый приливы чередуются через семь дней.
Однако истинный ход прилива и отлива весьма сложен. На него влияют особенности движения небесных тел, характер береговой линии, глубина воды, морские течения и ветер.
Разность уровней между последовательными – самым высоким и самым низким уровнями воды – высота прилива 
. Диапазон изменения этой величины составляет 0,5-10 м. Максимальная высота приливо-отливных колебаний в заливе Фанди на атлантическом побережье Канады составляет 19,6 м. В Мезенском заливе Белого моря эта высота равна 10 м, в Пенжинской губе Охотского моря 13 м.
Самые высокие и сильные приливные волны возникают в мелких и узких заливах или устьях рек, впадающих в моря и океаны. Приливная волна Индийского океана катится против течения Ганга на расстояние 250 км от его устья. Приливная волна Атлантического океана распространяется на 900 км вверх по Амазонке. В закрытых морях, например, Черном или Средиземном, возникают малые приливные волны высотой 50-70 см.
Во время приливов и отливов перемещение водных масс образует приливные течения, скорость которых в прибрежных проливах, или между островами, может достигать примерно 5 м/с.
Поднятую на максимальную высоту во время прилива воду можно отделить от моря дамбой или плотиной в бассейне площадью 
. Если затем во время отлива пропустить эту массу воды через турбины, то можно получить среднюю мощность:
. (7.21)
Максимально возможная мощность в одном цикле прилив–отлив, т.е. от одного прилива до другого, выражается уравнением:
, (7.22)
где 
– плотность воды, 
– ускорение силы тяжести, – площадь приливного бассейна, – разность уровней при приливе.
Как видно из формулы, для использования приливной энергии наиболее подходящими можно считать такие места на морском побережье, где приливы имеют большую амплитуду, а контур и рельеф берега позволяют устроить большие замкнутые «бассейны». Мощность электростанций в некоторых местах могла бы составить 2-20 МВт.
Несмотря на большие потенциальные возможности, присущие приливным электростанциям (ПЭС), они имеют и определенные недостатки:
1. Несовпадение основных периодов возникновения приливов (12 ч 25 мин и 24 ч 50 мин), связанных с движением Луны, с привычным для человека периодом солнечных суток (24 ч), в связи с чем оптимум приливной генерации находится не в фазе с потребностями в энергии.
2. Изменение высоты прилива и мощности приливного течения с периодом в две недели, что приводит к колебаниям выработки энергии.
3. Необходимость создания потоков воды с большим расходом при сравнительно малом перепаде высот, что заставляет использовать большое число турбин, работающих параллельно.
4. Очень высокие капитальные затраты на сооружение большинства предполагаемых ПЭС.
5. Потенциальные экологические нарушения и изменения режимов морских районов.
Для оптимизации выработки электроэнергии турбины ПЭС должны использоваться в нескольких режимах, выбор которых зависит от необходимой в данный момент мощности, от потребностей и возможностей других производителей электроэнергии. Существует много вариантов режимов, но используются главным образом следующие:
1.Если ПЭС построена для обеспечения местных потребностей в энергии, то необходимы страхующие энергоустановки, подключаемые в период угасания приливов.
2. Если ПЭС включена в крупную энергосеть и является сравнительно небольшим источником в масштабах сети, то заранее определенные вариации приливной энергии могут быть приспособлены к потребностям энергосети.
3. Если требования в приливной энергии не связаны жестко с солнечным периодом, то приливную энергию можно использовать в естественном режиме.
Затраты на вырабатываемую приливными станциями электроэнергию могут быть снижены:
1) если станция будет решать несколько комплексных задач;
2) если вырабатываемая электроэнергия используется для снижения потребления дорогого дизельного топлива.
При сочетании таких экономических показателей наилучшими оказываются крупномасштабные ПЭС (мощностью порядка 1000 МВт). Но и менее крупные станции, предназначенные для снабжения удаленных районов, также могут оказаться экономически выгодными.
В 1913 году в бухте Ди около Ливерпуля была построена первая морская приливная электростанция мощностью 635 кВт. В 1935 г. приливную электростанцию начали строить в США. Американцы перегородили часть залива Пассамакводи на восточном побережье, истратили 7 млн долл., но работы пришлось прекратить из-за неудобного для строительства слишком глубокого и мягкого морского дна, а также из-за того, что построенная неподалеку крупная тепловая электростанция дала более дешевую энергию.
Аргентинские специалисты предлагали использовать очень высокую приливную волну в Магеллановом проливе, но правительство не утвердило дорогостоящий проект.
С 1967 г. в устье реки Ранс во Франции на приливах высотой до 13 м работает ПЭС мощностью 240 тыс. кВт с годовой отдачей 540 тыс. кВт·ч. Советский инженер Бернштейн разработал удобный способ постройки блоков ПЭС, буксируемых на плаву в нужные места, и рассчитал рентабельную процедуру включения ПЭС в энергосети в часы их максимальной нагрузки потребителями. Его идеи проверены на ПЭС, построенной в 1968 году в Кислой Губе около Мурманска, своей очереди ждет ПЭС на 6 млн кВт в Мезенском заливе на Баренцевом море.