南水北调工程是中国为了解决北方地区水资源短缺问题而实施的一项重大战略性工程，它分为东、中、西三条线路。南水北调工程于2002年12月27日正式开工建设。分为三条线路：
东线工程：起点位于江苏扬州江都水利枢纽，通过京杭大运河等水系，将长江水调往山东、河北、天津等地。途经的城市包括扬州、淮安、宿迁、徐州、济宁、枣庄、济南等，最终到达天津。
中线工程：起点位于汉江中上游的丹江口水库，途经的城市包括南阳、平顶山、许昌、郑州、新乡、焦作、安阳、邯郸、石家庄、保定等，最终到达北京。
西线工程：尚未全面开工建设，规划从长江上游的通天河、雅砻江和大渡河上游筑坝建库，通过输水隧洞穿过长江与黄河分水岭巴颜喀拉山，调水入黄河上游。西线工程的供水目标主要是青海、甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、山西等地区。
南水北调线路
南水北调途径城市
南水北调工程目前已经完工并开始使用的线路包括东线和中线。
东线工程：2002年12月27日开工，2013年11月15日东线工程从长江下游的扬州江都抽引长江水，利用京杭大运河及与其平行的河道逐级提水北送，最终到达天津。
中线工程：2003年12月31日开工，2014年12月12日中线工程从丹江口水库引水，经过河南、河北，最终到达北京和天津。
南水北调工程中修建了多个重要的水坝和水渠，这些工程对于调水和水资源管理起到了关键作用。比如丹江口水库，是中线工程的水源地，位于汉江上游，通过加坝扩容后，成为南水北调中线工程的主要水源，通过陶岔渠首将水从丹江口水库引入输水渠道。作为联通南北水路的渠道，输水渠道功不可没。中线工程和东线工程都包括了长距离的输水渠道。中线工程的输水干线全长1432公里，东线工程则利用京杭大运河及其平行的河道逐级提水北送。
湍河渡槽工程
为解决水流穿黄跨河的问题，工程师们妙招频出，例如位于中线工程的沙河渡槽，是世界最大规模的渡槽之一，水流通过这里跨越沙河继续向北流动。中线工程中的一项关键工程是穿越黄河，通过两条穿黄隧洞，使输水渠道在郑州西北与黄河相遇，成功穿越黄河。中线工程在穿越分水岭时，采用了开凿隧洞的方式，如方城垭口的输水隧洞。另外，东线工程中使用了世界最大规模的泵站群，通过逐级提水的方式将长江水北送。
陶岔渠首
南水北调中线穿黄工程是南水北调中线工程的关键性、控制性工程，它实现了从黄河南岸向黄河北岸的调水。
这一工程的实施，采用了盾构隧洞穿黄方案，这是国内首次采用大直径盾构施工穿越大江大河的工程。采用了盾构机进行施工，这是一种能够在地下挖掘并同时安装隧道衬砌的设备。盾构机在黄河河床下挖掘，形成了两条穿越黄河的隧洞。为了应对内外水压力，穿黄工程设计了双层衬砌隧洞。内衬和外衬分别抵御内外水压力，中间还有一层排水系统，形成了类似“三层夹心饼干”的结构。在穿黄工程段，为了确保水能顺利穿越黄河，分配了10米的高差，其中在最要紧的4.25公里穿黄河隧洞中用去了约8米的高差。穿黄工程在施工过程中面临了多重技术挑战，包括复杂的地质条件、渗透垮塌风险、刀头磨损等问题。工程师们需要不断调整盾构机姿态，小心翼翼地推进。穿黄工程顺利验收标志着南水北调东、中线一期工程全线155个设计单元工程全部通过完工验收，工程转入正式运行阶段。
截至2023年5月，南水北调东、中线一期工程累计向北方调水超过620亿立方米，直接受益人口超过1.5亿人。实施生态补水近100亿立方米，有效提升了华北地区地下水水位，扩大了水域面积，恢复了河湖等水体的自然生态。为北方地区的经济发展提供了水资源保障，支撑了京津冀协同发展、雄安新区建设、黄河流域生态保护和高质量发展等重大战略实施。
