海流发电装置主要有轮叶式、降落伞式和磁流式几种。轮叶式海流发电装置利用海流推动轮叶，轮叶带动发电机发出电流。轮叶可以是螺旋浆式的，也可以是转轮式的。降落伞式海流发电装置由几十个串联在环形铰链绳上的"降落伞"组成。顺海流方向的"降落伞"靠海流的力量撑开，逆海流方向的降落伞靠海流的力量收拢，"降落伞"顺序张合，往复运动，带动铰链绳继而带动船上的铰盘转动，铰盘带动发电机发电。磁流式海流发电装置以海水作为工作介质，让有大量离子的海水垂直通过强大磁场，获得电流。海流发电的开发史还不长，发电装置还处在原理性研究和小型试验阶段。
1.螺旋水轮机式
螺旋状水轮机专用于低水头、高水流的条件下发电。它由一个或多个长叶片组成，这些叶片像螺旋线一样缠绕成一个圆筒状。来自任一方向的水流作用在螺旋状水轮机叶片上，都会产生一个与叶片前缘垂直的推动力，并可获得比水流更快的速度推动叶片，从而使水轮机的轴带动与之相连的发电机旋转，最终产生电。
对于螺旋状水轮机来说，不仅需要一个维持其稳定转动的水流速度，而且要保证其能够发电还需要一个更大的临界水流速度。同时，在水下进行发电时，带动发电机转动的螺旋状水轮机要连接到有塑料管组成的框架上。一部分塑料管充水，用以将发电装置固定在设计深度上。增加更多的水轮机就可以获得更大的发电量。为了避免风暴的袭击，框架要固定在水面下并要牢固地锚系于海底。产生的电力用电缆输送到陆地上。
2.中心开敞水轮机式
中心开敞水轮机式，由框架和漂浮舱组成，框架用来固定环形叶片，舱室部分充水将水轮机降至水面以下适当深度，利用气囊使水轮机与水流垂直，叶片旋转驱动叶片边缘安置的液压泵，并以此带动常规交流发电机发电。
3.花环式
花环式水轮机是由一串螺旋桨组成的，两端固定在浮筒上，浮筒里装着发电机，整个系统迎着海流的方向漂浮在海面上，就像迎宾会上献给贵宾的花环。这种发电站之所以要用一串螺旋桨组成，主要还是因为海流的流速小、能量密度小的缘故。要利用流速低的海流来为人类做功，用许多螺旋桨串在一起，才有可能得到较大的动力。这种海流电站的发电能力较小，一般只能用来为灯塔灯船提供电力，最多不过为潜水艇上的蓄电池充充电而已。
4.驳船式
驳船式海流发电站是由美国设计的，这种发电站实际上是一艘船，所以称他为发电船更为合适。其船舷的两侧装有巨大的水轮机，在海流的推动下不断地转动，进而带动发电机发电。这种发电船的发电能力可达万千瓦级，发出的电力通过海底电缆送到岸上。当有狂风巨浪袭击时，它可以驶到附近港口避风，以保证发电设备的安全。
5.降落伞式
此方式是由G.E.斯蒂尔曼提出来的，也可称作低流速能变换器。它主要是为低流速区的海流能的利用设计的。它是一种和螺旋方式截然不同的方式。
这种装置是用多只降落伞束缚在一根长的绳上，然后将相连的绳子套在固定于船尾的轮子上。在海中，由于海流带动降落伞，将伞冲开，带降落伞的绳子驱动船上的轮子不停地转动，再通过增速系统带动发电机发电。而运行到顶端的降落伞在返回时由于是逆向受力降落伞自动闭合，减小了阻力。此装置的优点：一是设备简单，造价低廉；二是能适应流向的变化，不需要什么特殊装置。但是也可以想象到在波浪上下运动和海流方向急速变化的情况下，位置分布会受到很大影响，这是实现大型化的主要问题。
6.科里欧利斯式
科里欧利斯式发电装置是拥有一套外径171m、长110m、重6×103t的大型管道的大规模海流发电系统。该系统可在海流流速为2.3m/s的条件下输出功率83MW。其原理是在一个大型轮缘罩中装有若干个发电装置，中心大型叶片的轮缘在海流能的作用下缓慢转动，轮缘通过摩擦力带动发电机驱动部分运动，经过增速传动装置后，驱动发电机旋转，以此将大型叶片的转动能变化为电能。
7.壳板转子式
壳板转子式是S.J.萨沃尼斯在1931年机械学会杂志上发表的。它可作为风力计和海流计。如果作风力计可用于风力发电；作海流计考虑可以用于壳板转子式的海流发电。它由偏心圆筒组成，其特性是低俗、大转矩；缺点是利用效率不高。
8.贯流式
贯流式海流发电装置是日本科学家为利用黑潮而提出的方案。这种发电装置放在海面以下，使海流的进出口流到都呈喇叭形，用以提高水轮机的效率。发电机是密封的，发出的电通过海底电缆输送到陆地上的变电站。这是一种漂浮式的发电装置设计方案，目前还未实施。
9.磁流体发电方式
磁流体发电（MHD）是一种基于法拉第电磁感应定律的发电方式，也是当今新型的发电方式，它一高温等离子气体为工作物质，高速垂直流过强大的磁场后直接产生电流。而海流能的磁流体式发电方式是由日本的一个研究小组提出的。它的基本原理与磁流体发电原理大体相同，只是现在的工作物质变为了海水。当含有大量离子（如氯离子、钠离子）的海水垂直流过放置在海水中的强大磁场时，就可以获得电能。磁流式发电装置没有机械传动部件，不用发电机组，海流能的利用效率很高，一旦获得成功，将会取代别的海流发电方式，成为海流发电的最优装置。