旬阳水电站是以发电为主，兼顾航运的水电枢纽工程，是汉江上游干流规划七个梯级中的第五个梯级，位于陕西省旬阳市城南约2km，上距已建的安康水电站65km，下距在建的蜀河水电站55km、已建的丹江口水电站约200km。枢纽建筑物由拦河坝、河床式厂房及通航设施等组成。工程主要任务是发电，兼顾航运、防洪、旅游和养殖等。

拦河坝为混凝土闸式重力坝，最大坝高58m，坝顶高程247.00m，坝轴线长458m。枢纽从左至右依次布置为装卸间、安装间、主机间、左导墙、左5孔冲砂泄洪闸、右导墙、右7孔冲砂泄洪闸（其中1孔与垂直升船机重叠布置）、右岸非溢流坝段等。

旬阳水电站为百年设计27500立方米/秒，千年校核32600立方米/秒，相应库水位为240.25m和243.28m。总库容3.25亿立方米，正常蓄水位241m，死水位219m，汛期排砂水位233m。旬阳水电站装机容量为320MW，保证出力47MW，年均发电量8.59亿kW·h，水量利用系数81%。本次安全监测工程位于大坝左、右岸坝肩边坡上。右岸边坡最大高度为176m，其中坝顶（247.0m）以上边坡高达141m，坝顶以下边坡高度为35m。右坝肩地形较陡，自然坡度55~60°，坝顶以上边坡开挖最大厚度小于15m，施工道路布置困难，不利于施工。先期进行的右岸安全监测项目有边坡基岩内部变形观测、边坡表面变形观测、加固效果观测和渗流、渗压观测。

2015年7月29日，旬阳水电站工程建设征地补偿和移民安置协议在陕西省安康市签订。

2022年12月29日，中国大唐旬阳水电站四台机组顺利完成72小时试运行，标志着该项目全部建成转入商业运行。