托克托古尔水电站位于吉尔吉斯斯坦共和国纳伦(Нарын)河上。
混凝土重力坝，最大坝高215m，坝顶宽10m，坝底宽153m。水电站装机4台，单机容量30万kW，总装机容量120万kW，多年平均发电量44亿kW·h。水库总库容195亿立方米，有效库容140亿立方米，水库面积284平方公里，水库长65km。工程具有发电、灌溉和航运等综合效益。工程于1965年动工，1973年第一台机组投入运行，1978年全部建成。
多年平均径流量360.6亿立方米，最大实测流量2850立方米/秒，最小流量120～200立方米/秒，年输沙量1600t。大坝正常蓄水位高程900m，最低水位高程719.6m，死水位高程837.0m，超高水位5m，大坝下游最高水位高程371.0m，设计下泄流量4000立方米/秒，万年一遇校核流量4550立方米/秒。坝区属典型的
大陆性气候，最高气温42℃，最低气温-44℃，年平均气温8.9℃。年降水量350mm。
枢纽布置十分紧凑。大坝为高混凝土重力坝，最大坝高215m，坝顶长292.5m。大坝体积335万立方米。大坝分河床中间坝段和两岸坝肩坝段。大坝抗震按
地震加速度0.3g设计，按0.45g校核(相当于10度地震烈度)。中间坝段上游面倾斜段坝坡1∶1.3，下游面坝坡1∶0.7；两岸坝段上游面坝坡1∶0.66，下游面坝坡1∶0.6。中间坝段体积大，整体性好，相对较稳定安全，引水管、泄水深孔和进水孔等都布置在该坝段内。大坝横缝与河床成一交角，即横缝向下游为一扇形布置，以减少传到两岸的荷载，使中间坝段承担更多的荷载。坝轴线布置向下游弯曲，形成一扇形，以减少岸边承受的荷载。大坝与厂房之间设有垂直分缝，防止不均匀沉陷造成的影响，尽可能使大坝荷载不传递到厂房坝段。中间坝段内发电引水管直径7m，水头180m，管道周围有大范围拉应力，引水管之间特别是垂直段处距离较小，为均匀传力，管道外壁设有弹性衬垫。
右岸设有2个表孔，另在坝体内设有2个深孔。坝顶表孔溢洪道共设2孔，布置在右岸边，孔口宽10m，堰顶水深9.1m，2孔总泄量900立方米/秒，泄水槽宽度沿轴线方向逐渐缩小到12m，出口末端做成折弯剖面，使下泄水流控制在一垂直面内，尽可能避开冲刷岸坡。溢流面设有两个渗气槽坎，上槽坎高程865.35m，由坎高15cm、坡度1∶6的挑坎和跌落215cm的跌坎组成，采用分流墩后的空腔进气。下槽坎设在大坝与厂房之间，由1个跌坎和通气槽组成，跌落高度45cm。坝内设有两个深孔在厂房顶部通过，泄量1440立方米/秒，最高库水位至厂房顶落差为125m。
水电站为坝后式厂房，总装机容量120万kW，厂房采用双排机组布置和双层尾水管结构(见托克托古尔水电站厂房双排机组布置图)，上下游方向和垂直水流方向机组中心线间距均为24m。上下层之间隔板厚约5m。蜗壳与发电引水管道最小间距约1m。厂房水下部分为大体积混凝土结构，沿水流方向长约67m，宽度按蜗壳尺寸确定，主厂房高约25m。装机4台，为PO-170/622Б-B-500型混流式水轮机，最大出力36万kW，最大水头186m，设计水头140m，最小水头110m，转轮直径5.35m，额定转速166.7r/min，最大保证效率95.5%。伞型发电机为СВΦ990/230-36型，空气冷却。转子重760t。每排2台机组设一台桥式吊车，起重量430t，可双向行走，使2台吊车走到同一排机组起吊转子。安装间布置在坝下游靠近厂房交通隧洞出口。4台变压器布置在主厂房密封室内。电站出线用4回线500kV高压电缆送到1200m远的架空线，2回线送到3km远的变电所，另2回线向南北输送并入电网。
采用隧洞导流，导流洞布置在河床右岸，宽13m，高15.4m，长796m，为矩形横断面，断面面积200平方米。衬砌采用200号混凝土，厚度0.8m，隧洞坡度0.003。上游围堰高40m，采用
土工薄膜防渗。1966年1月坝址河床截流，截流流量按20年一遇流量200立方米/秒设计，实测流量130立方米/秒，龙口宽度10m，最大落差7.18m，最大流速11～12立方米/秒。截流采用立堵端进，截流开始端进缓慢，水流转向导流隧洞后端进加快，龙口合龙抛投20t重的石串，截流运输机械采用10～25t自卸卡车和推土机，最大抛投强度540立方米/h，截流耗时6h。大坝施工因受地质条件限制，不适合采用起重机械或缆机，只能采用专门的自卸卡车运送混凝土拌合料，浇筑用大面积薄层通仓浇筑法，减少垂直施工缝，以提高结构整体性。浇筑层高0.75m，夏季减至0.5m，冬季提高到1m，浇筑仓面积1900～2300m，采用钢筋混凝土模板形成施工缝，并留在坝体内。混凝土选用
硅酸盐水泥，掺入
火山灰30%，用4级配砾石，骨料最大粒径130mm，细骨料用人工砂，混凝土拌和设备生产能力240立方米/h。
粗骨料冷至2℃，细骨料喷雾冷至5℃，在
混凝土拌和厂补加一部分冰块。大坝仓面整年设有自升式帐篷，帐篷可覆盖全部结构物表面，冬季混凝土施工有加热设备，保证混凝土温度达到15.5℃。坝体月升高速度6～8m，最高月浇筑强度6万立方米，月平均浇筑强度4.1万立方米，最高年浇筑强度61.7万立方米，浇筑工期78个月。