Khi một đường ống bị chặn đột ngột tại cửa ra (hạ lưu), khối nước phía trước cửa ra đã bị đóng vẫn còn đang di chuyển, do đó áp suất bị tích tụ lên cao và tạo ra sóng xung kích. Trong hệ thống đường ống nước dân dụng điều này sẽ tạo ra một tiếng nổ lớn, giống như một tiếng ồn do búa đập. Búa nước có thể gây ra vỡ đường ống nếu áp suất đủ lớn. Các bẫy không khí hoặc các ống đứng (hở ở bên trên) đôi khi được lắp đặt vào hệ thống đường ống vì chúng có tác dụng như là các bộ giảm chấn, hấp thụ các lực phá hoại tiềm năng do chuyển động của nước.

Trong nhà máy thuỷ điện, dòng nước chuyển động dọc theo đường hầm hoặc đường ống dẫn có thể bị chặn không cho xâm nhập vào tua bin bằng cách đóng van. Tuy nhiên, ví dụ, nếu có 14 km đường hầm với đường kính 7,7 m, chứa đầy nước đang chuyển động với vận tốc là 3,75 m/s,[4] tức là tương đương với khoảng 8.000 MJ động năng phải bị bắt giữ. Thì sự bắt giữ này thường được thực hiện bằng một trục điều áp (surge shaft)[5] mở phía trên, cho nước chảy vào đó; khi nước dâng lên trục, động năng của nó được chuyển đổi thành thế năng, việc này làm cho dòng nước trong đường ống giảm tốc. Các trạm HEP (tháp nước là ví dụ thực tế của một trong những trạm HPE) được coi như là những bình dâng trong những trường hợp như thế này.

Trong hệ thống cấp nước gia đình, hiện tượng búa nước có thể xảy ra khi dòng nước từ máy rửa chén, máy giặt, bể phốt bị ngắt đột ngột do khóa van hay tắt máy. Kết quả là có thể nghe thấy tiếng nổ lớn, hay tiếng lách tách lặp đi lặp lại (vì sóng xung kích di chuyển tới lui trong hệ thống đường ống dẫn nước), hoặc sự rung lắc mạnh của đường ống.

Mặt khác, khi van thượng lưu trong đường ống đóng lại, dòng nước ở hạ lưu của van cố gắng tiếp tục chảy, tạo ra một khoảng chân không (vacuum) và khoảng chân không này có thể gây ra gãy hoặc nổ đường ống. Vấn đề này có thể trở nên đặc biệt nghiêm trọng nếu đường ống được đặt trên sườn dốc. Để ngăn chặn điều này, không khí và các van xả áp chân không, lỗ thông hơi, hoặc bẫy hơi được cài đặt phía hạ lưu của van để cho không khí nhập vào dòng chảy để ngăn ngừa khoảng chân không này xảy ra.

Các nguyên nhân khác của hiện tượng búa nước có thể kể đến là hỏng máy bơm và đóng gấp van kiểm tra (hay còn gọi là van một chiều) (để giảm tốc độ đột ngột, van kiểm tra có thể bị coi là đóng quá gấp, tùy thuộc vào các đặc tính động lực của van kiểm tra và khối lượng nước giữa van kiểm tra và bể chứa).

Các hiện tượng liên quan

Hệ thống phân phối hơi nước cũng có thể dễ bị tổn thương dưới tác động của một hiện tượng tương tự như búa nước, được gọi là búa hơi nước. Trong một hệ thống hơi, búa nước thường xảy ra khi một lượng hơi nước ngưng tụ tạo thành nước trong đoạn (nằm ngang) của đường ống hơi nước. Sau đó, luồng hơi nước mang theo lượng nước này, tạo thành một "viên đạn" lao nhanh với tốc độ cao vào khớp nối ống, tạo ra một tiếng nổ lớn giống như búa đập và ép mạnh và kéo căng đường ống. Hiện tượng này sẽ xảy ra nếu không có phương pháp thoát nước ngưng tụ thích hợp.

Nơi thiết bị bổ sung không khí được sử dụng, những thiết bị bổ sung không khí này cuối cùng sẽ cạn kiệt không khí do sau khoảng thời gian dài sử dụng không khí đã bị hấp thụ hết vào trong nước. Điều này có thể được khắc phục bằng cách tắt nguồn cung cấp nước, mở khóa vòi nước ở các vị trí cao nhất và thấp nhất để nước thoát hết khỏi hệ thống (do đó khôi phục lại không khí vào thiết bị cấp khí), rồi sau đó đóng khóa vòi và mở lại nguồn cung cấp.