Przewód dostarczający ciecz roboczą ma kształt spirali. Poruszający się płyn przemieszcza się po coraz mniejszym promieniu, co zgodne z zasadą zachowania momentu pędu prowadzi do wzrostu prędkości obrotowej. Podobnie dzieje się gdy kręcący się łyżwiarz składa szeroko rozłożone ręce, co znacznie zwiększa jego obroty. Łopatki kierujące prowadzą płyn stycznie do kierunku rotacji wprost na łopatki wirnika. Kąt ustawienia łopatek kierujących może być regulowany, co pozwala na zapewnienie optymalnej pracy w szerokim zakresie różnicy ciśnień. Łopatki wirnika nie są ruchome.
Podczas opuszczania wirnika woda trafia na specjalnie ukształtowany kołpak wirnika. Jego kształt pozwala na zmniejszenie prędkości wody i zwiększenie ciśnienia.
Zastosowania thumb|Spiralny przewód turbiny Francisa, Tama Grand Coulee Turbiny Francisa stosuje się głównie do napędu generatorów prądu w elektrowniach wodnych o odpowiednio wysokim spadku wody. Większe turbiny Francisa są projektowane specjalnie dla każdego miejsca, w którym zostaną zainstalowane, co pozwala osiągać sprawność powyżej 90%. Są niezwykle kosztowne w produkcji i instalacji, ale zachowują sprawność przez dekady.