Hafrahvammagljúfur voru meðal þeirra náttúrufyrirbæra sem fóru undir Kárahnjúkastíflu og norðurenda Hálslóns. Virkjunin er langstærsta virkjun Íslands og stærsta framkvæmd Íslandssögunnar með 690 MW afl, sem er álíka mikið og í öllum núverandi virkjunum í Þjórsá og Tungnaá samanlagt.
Í þessari virkjun er virkjunum tveggja jökulfljóta steypt saman í eina. Vatn úr Jökulsá á Dal og Jökulsá í Fljótsdal er leitt inn í Valþjófsstaðafjall við Fljótsdal í alls 70 km löngum jarðgöngum í um ríflega 500 m hæð yfir sjávarmáli, og steypt í fallgöngum niður í stöðvarhús með sex hverflum inni í fjallinu í um 30 m hæð yfir sjávarmáli.
Jökulsá í Fljótsdal er veitt úr farvegi sínum til stöðvarhússins með stíflum austan við Snæfell og fer í farveg sinn á ný út úr stöðvarhúsinu.
Með þremur stórum stíflum við Kárahnjúka er Jökulsá á Dal ásamt öflugri þverá sinni, Kringilsá, veitt rúmlega 40 km langa vegalengd yfir í Jökulsá í Fljótsdal og drekkt í 57 km2 stórt miðlunarlón, Hálslón.
Upphaflega var Kárahnjúkavirkjun hluti af risastórri áætlun um að leiða Jökulsá á Fjöllum líka yfir í Hálslón, sem kölluð var „Lang-Stærsti-Draumurinn“, skammstafað LSD. Svipuð áætlun var uppi um vatn á hálendi Noregs en ekkert varð af henni vegna umhverfisáhrifa, sem þó hefðu orðið miklu minni en á norðurhálendi Íslands.
Báðar þessar stórbrotnu áætlanir byggðust á þeirri miklu nýtni vatnsaflsins sem felst í mikilli fallhæð.
Eftir að framkvæmdir fóru af stað við Kárahnjúka kom fram í vinnu við 1. áfanga rammaáætlunar um nýtingu vatnsafls og jarðvarma að Kárahnjúkavirkjun væri annar tveggja virkjanakosta á Íslandi sem hefðu mest umhverfisáhrif. Hin væri virkjun Jökulsár á Fjöllum.
Engu að síður er uppi þrýstingur virkjanaáhugamanna um svonefnda Helmingsvirkjun sem felast myndi í að nýta vatn úr Jökulsá á Fjöllum á svipaðan hátt og í LSD áætluninni.
Kárahnjúkavirkjun er ágætt dæmi um þá áhættusækni sem ríkti á landinu á árunum 2002-2008 og lögfræðingur Landsvirkjunar sagði að Kárahnjúkavirkjun væri „erfið og áhættusöm jaðarframkvæmd í landfræðilegu-, tæknilegu-, umhverfislegu- og markaðslegu tilliti, … í raun eyland í raforkukerfinu…“.
Á tímabili var tvísýnt um að hægt væri að bora vatnsþétt göng í gegnum 6-7 km kafla misgengis sem viljandi var sneytt hjá að rannsaka fyrirfram, af því að sá kafli var í lok framkvæmda.

