Een watermolen is een molen die het stromen of vallen van water, bijvoorbeeld in een beek of een rivier, door middel van een waterrad omzet in rotatie-energie, die nuttig kan worden gebruikt voor het malen van graan of het persen van olie.
De energie kon ook gebruikt worden voor andere industriële toepassingen: het bewerken van metalen als smeedijzer of koper, het vervaardigen van papier (papiermolen), en in de textielnijverheid, zoals een volmolen.
Een molen die in zijn geschiedenis zowat alle functies vervulde is de IJzerkotmolen in de Zwalmvallei, België. Deze was achtereenvolgens ijzermolen, kopermolen, papierfabriek, olieslagerij, graanmolen en uiteindelijk brouwerij.
De uitvinding van het waterrad was een mijlpaal in de technische ontwikkeling van de mensheid, aangezien door het benutten van waterkracht tegenover spierkracht zeer veel meer mechanische energie beschikbaar gemaakt kon worden.
Zo dienden waterraderen bijvoorbeeld voor bewatering in de landbouw, als schoepenrad voor het ophijsen van water. Zulke schoepenraderen zijn vele eeuwen lang in verscheidene culturen in gebruik geweest, zoals in Egypte, Syrië, India en China. Men gaat ervan uit dat waterschoepraderen rond 1200 v.Chr. in Mesopotamië in gebruikgenomen werden.
Het gebruik van waterkracht als energiebron wordt al beschreven in het werk van Philon van Byzantium.
