水泵水轮机要兼顾水泵、水轮机两种工况。由于水泵工况难以随导叶进行调节流量和入力，高效率区窄，且水泵工况的空化性能一般比水轮机工况差，设计时一般以水泵工况为主，再利用水轮机工况进行复核，故水轮机工况往往偏离最优效率区。因此，水泵水轮机运行时，易产生振动及不稳定现象。
水泵工况在高扬程、小流量运行区域易出现驼峰区特性，对水泵工况的安全稳定运行造成不利影响。因此，设计时通常对水泵工况驼峰区的安全裕度有严格规定，以避开驼峰区运行。
水轮机工况在低于额定水头的空载开度运行时，有可能进入S 特性，亦称S 形不稳定区。S 特性使机组频率在网频附近上下波动，难以正常并网，且造成由调相工况转发电运行及水轮机工况的甩负荷停机过程产生不稳定运行区，甚至滑入反水泵工况。目前各大水轮机制造厂从水力特性上已经解决S 特性问题。水轮机的淹没深生产度不仅要满足水泵、水轮机两种工况的防空蚀要求，还要保证各过渡过程中尾水管内不出现水柱分离现象。故水泵水轮机均采用较大的淹没深度，其安装高程比常规混流式水轮机低很多。该特点使抽水蓄能电站的水淹厂房问题比常规水电站更为突出。
水泵水轮机的主轴密封不仅承受主轴双向运转引起的压力变化和振动，还承受较高淹没深度下产生的水压和水泵启动或调相运行时充气压水所产生的气压，故其主轴密封比常规水轮机主轴密封要求更为严格。
水泵工况断电时，机组流量及力矩快速向水轮机方向增大，尤其低比转速水泵水轮在低扬程大导叶开度下断电工况，如果导叶拒动容易产生比较高的水力矩及压力脉动，因此水泵工况断电宜快速将导叶关至一必较小的开度，然后再慢慢关闭导叶，以避免机组经水泵制动区时不产生不必要的高压力脉动及高力矩。当然，导叶的关速关闭速度还需要注意保证引水系统低压部分管路的压力高于允许值。