城山ダム(津久井湖)と本沢ダム(城山湖)、そしてこの城山発電所は一体となって機能している。電力需要の少ない時間帯に津久井湖の水を城山湖にくみ上げておき、電力需要の多い時間帯には城山湖と津久井湖の高低差を利用して発電する。夏の昼間のようなピーク時に威力を発揮しているプラントである(最近では夏の日中は太陽光発電、夕方以降の太陽光が機能しない時間帯に稼働することが多い)。
このような用途であるため、本沢ダムの水位は一日に28mも上下するという。
津久井湖の湖面に顔を出しているこの設備の直下から城山発電所地下との間に送水管が設置されている。
発電総合制御所の前庭には「オブジェ」が設置されている。赤いほうは昭和40年に運転を開始した当時のポンプ水車ランナ。この巨大なパーツが30年以上にわたり回転していた。