南水北調工程的根本目標
南水北調工程的根本目標是改善和修復北方地區的生態環境。由于黃淮海流域的缺水量８０％分布在黃淮海平原和膠東地區，因而優先實施東線和中線工程勢在必行；在黃淮海平原和膠東地區的缺水量中，又有６０％集中在城市，城市人口和工業產值集中，缺水所造成的經濟社會影響巨大。因此，確定南水北調工程近期的供水目標為：解決城市缺水為主，兼顧生態和農業用水。
南水北調東線和中線工程涉及７省直轄市的４４座地級以上城市，受水區為京、津、冀、魯、豫、蘇的３９座地級及其以上城市、２４５座縣級市（區、縣城）和１７個工業園區。
從五十年代提出“南水北調”的設想后，經過幾十年研究，南水北調的總體布局確定為：分別從長江上、中、下游調水，以適應西北、華北各地的發展需要，即南水北調西線工程、南水北調中線工程和南水北調東線工程。 南水北調工程分東、中、西三條調水線路。建成后與長江、淮河、黃河、海河相互聯接，將構成我國水資源“四橫三縱、南北調配、東西互濟”的總體格局。
西線工程
西線工程
從長江上游引水入黃河，是解決我國西北地區和華北部分地區干旱缺水的戰略性工程。
自1952年黃河水利委員會組織考察隊始，40多年黃委會與有關單位做了大量勘測和規劃研究工作。1987年國家計委將西線調水工程列為超前期工作項目，要求用1O年時間回答西線調水的可能性和合理性。黃委會等單位在邊遠高寒缺氧地帶的艱苦環境中對調水區和鄰近地區進行大量基礎工作，先后提出了《南水北調西線工程初步研究報告》和《雅礱江調水工程規劃研究報告》，經國家計委、水利部評審驗收。通天河、大渡河調水工程規劃研究工作也基本完成，計劃1996年提出《南水北調西線工程規劃研究綜合報告》。
可調水量與供水范圍
五、六十年代曾考慮從通天河、雅礱江、大渡河、瀾滄江、怒江等五條河調水方案，工程規模過大，可作為遠景輪廓設想。
據對通天河、雅礱江、大渡河三條河引水方案的規劃研究，從三條河年最大可調水量約為200億m3，其中從長江上游通天河調水100億m3；從長江支流雅礱江調水約50億m3；從大渡河調水50億m3。供水范圍初步考慮為青海、甘肅、寧夏、陜西、內蒙古和山西六省區。
工程布置
黃河與長江之間有巴顏喀拉山阻隔，黃河河床高于長江相應河床80～450m。調水工程需筑高壩壅水或用泵站提水，并開挖長隧洞穿過巴顏喀拉山。引水方式考慮自流和提水兩種。無論采取哪種引水方式，都要修建高200m左右的高壩和開挖100km以上的長隧洞。
引水線路初步研究如下：
1．雅礱江引水線
從雅礱江長須附近修建樞紐，自流引水到黃河支流恰給弄。樞紐壩高175m，線路全為隧洞，全長131km。
2．通天河引水線
此方案系與雅礱江引水聯合開發，即在雅礱江引水先期開發條件下的二期工程。在通天河同加附近建樞紐自流引水到雅礱江，再由雅礱江引水到黃河支流恰給弄。樞紐壩高302m，線路全為隧洞，全長289km，其中同加到雅礱江158km，雅礱江到黃河131km。
3．大渡河引水線
在大渡河上游足木足河斜爾尕附近修建樞紐抽水到黃河支流賈曲。樞紐壩高296m，線路全長30km，其中隧洞長28.5km。泵站抽水揚程458m，年用電量71億kW·h。
工程效益
西線工程三條河調水約200億m3，可為青、甘、寧、蒙、陜、晉六省區發展灌溉面積3000萬畝，提供城鎮生活和工業用水90億m3。促進西北內陸地區經濟發展和改善西北黃土高原的生態環境。
技術可行性
西線工程地處青藏高原，海拔3000～5000m，在此高寒地區建造200m左右的高壩和開鑿埋深數百米，長達100km以上的長隧洞，同時這里又是我國地質構造最復雜的地區之一，地震烈度大都在6～7度，局部8～9度，工程技術復雜，施工環境困難。還須加深前期工作，積極開展科學研究和技術攻關解決這些難點。
中線工程
中線工程
近期從長江支流漢江上的丹江口水庫引水，沿伏牛山和太行山山前平原開渠輸水，終點北京。遠景考慮從長江三峽水庫或以下長江干流引水增加北調水量。中線工程具有水質好，覆蓋面大，自流輸水等優點，是解決華北水資源危機的一項重大基礎設施。
中線工程的前期研究工作始于50年代初，40多年來，長江水利委員會與有關省市、部門進行了大量的勘測、規劃、設計和科研工作。
1994年元月水利部審查通過了長江水利委員會編制的《南水北調中線工程可行性研究報告》，并上報國家計委建議興建此工程。
可調水量與供水范圍
中線工程可調水量按丹江口水庫后期規模完建，正常蓄水位170m條件下，考慮2020年發展水平在漢江中下游適當做些補償工程，保證調出區工農業發展、航運及環境用水后，多年平均可調出水量141.4億m3，一般枯水年(保證率75%)，可調出水量約110億m3。
供水范圍主要是唐白河平原和黃淮海平原的西中部，供水區總面積約15.5萬km2。因引漢水量有限，不能滿足規劃供水區內的需水要求，只能以供京、津、冀、豫、鄂五省市的城市生活和工業用水為主，兼顧部分地區農業及其他用水。
工程布置
南水北調中線主體工程由水源區工程和輸水工程兩大部分組成。水源區工程為丹江口水利樞紐后期續建和漢江中下游補償工程；輸水工程即引漢總干渠和天津干渠。
工程效益
中線工程可緩解京、津、華北地區水資源危機，為京、津及河南、河北沿線城市生活、工業增加供水64億m3，增供農業30億m3。大大改善供水區生態環境和投資環境，推動我國中部地區的經濟發展。
丹江口水庫大壩加高提高漢江中下游防洪標準，保障漢北平原及武漢市安全。
東線工程
東線的三陽河潼河寶應站工程
東線工程
從長江下游引水，基本沿京杭運河逐級提水北送，向黃淮海平原東部供水，終點天津。
東線工程自50年代初就有設想，1972年華北大旱后，水電部組織進行研究。二十多年來由南水北調規劃辦公室牽頭，淮河水利委員會、海河水利委員會、水利部天津勘測設計院與有關省市、部門協作做了大量勘測、設計、科研工作。1976年提出《南水北調近期工程規劃報告》，上報國務院，并進行初審。1983年3月國務院批準了水電部上報的《南水北調東線第一期工程可行性研究報告》。1993年9月水利部會同有關省市共同審查并通過《南水北調東線工程修訂規劃報告》和《南水北調東線第一期工程可行性研究修訂報告》。
工程效益
東線工程可為蘇、皖、魯、冀、津五省市凈增供水量143.3億m3，其中生活、工業及航運用水66.56億m3。農業76.76億m3。
東線工程實施后可基本解決天津市、河北省黑龍港運東地區、山東魯北、魯西南和膠東部分城市的水資源緊缺問題，并具備向北京供水的條件。促進環渤海地帶和黃淮海平原東部經濟發展，改善因缺水而惡化的環境。
為京杭運河濟寧至徐州段的全年通航保證了水源。使魯西和蘇北兩個商品糧基地得到鞏固和發展。
南水北調工程是實現我國水資源優化配置的戰略舉措。受地理位置、調出區水資源量等條件限制，西、中、東三條調水線路各有其合理的供水范圍，相互不能替代，可根據各地區經濟發展需要；前期工作情況和國家財力狀況等條件分步實施。