水利工程学科在深入分析水的自然和社会属性及循环规律的基础上，通过各类工程措施 （闸坝堤防、井渠管道、水电站、水泵站、港口码头与航道工程）及非工程措施，实现水资源的有效保护和高效利用。

水利工程学科具有理论科学和技术科学的双重特性。基础理论涉及数学、力学、物理学、地理学、地质学、环境学、生态学、气象学、机械学、材料学、系统科学、控制科学、管理学、经济学等多个学科，基本技术则涉及计算机与信息技术、测试技术、控制技术等，专业知识包括水工建筑学、水力学、河流动力学、海岸动力学、水文学、水资源学、岩土力学、工程地质学等。

水利工程学科的主要研究方法包括理论分析、原型观测/现场检测、统计分析、实体模型试验及计算机数值模拟等。