灌溉排水工程学是一门研究农田水分状况和地区水情变化规律及其调节措施、消除水旱灾害和利用水资源为发展农业生产而服务的科学。

农田水分状况包括田间地面水、土壤水和地下水的数量及其在时空的变化。在调节农田水分状况方面，主要研究的问题包括农田水、盐运动和作物需水规律，探索土壤、作物和水分、盐分之间的内在联系。此外，还涉及灌溉排水技术与理论的研究，包括灌水技术和排水技术的应用和发展。中国已经开展了许多节水灌溉技术的试验研究和应用推广，如地面灌溉、低压管道输水、喷灌、微灌、节水灌溉制度、井渠结合灌溉以及工程节水与农业节水相结合的措施等。未来还需要进一步研究这些节水灌溉措施的适用条件和灌水技术参数，优化规划设计方法。同时，研究不同地区灌排系统的合理布置，达到山、水、田、林、路综合治理的效果，以便于灌排和控制地下水位，适应机械化作业。另外，灌排系统管理也是重要的研究领域，良好的管理能够提高灌排工程的效益，因此需要研究切实可行的工程管理和用水管理措施，实现灌排管理现代化，确保适时适量灌水、及时排水和控制地下水位，预防次生盐碱化，充分发挥工程效益。

地区水情指的是地区水资源的数量、分布情况及其动态。在中国，由于地域广阔，水资源在不同地区以及不同年份和季节分配不均，供水与需水在时间和空间上常常不一致，导致旱涝交替的现象。为了改善这种情况，需要根据水土资源条件，研究改变和调节地区水情的各种工程措施。具体的研究方向包括蓄水保水措施，通过修建水库、河网和控制利用湖泊、地下水库以及大面积的水土保持和田间蓄水措施，拦截当地径流和河流来水，改变水量在时间上(季节或多年范围内)和地区上(河流上下游之间、高低地之间)的分布状况。此外，还有调水、排水措施，通过引水渠道，使地区之间或流域之间的水量相互调配，改变水量在地区上的分布状况。在用水时期，可以通过引水渠道及取水设备，从水源(河流、水库、河网、地下含水层等)引水，供应地区的用水需求。而在汛期，当某个地区水量过多时，可以通过排水河道将多余水量调送到地区内的蓄水设施存储，或者调送到水量较少的其他地区。