先秦時期，各個諸侯為了富國強兵，大力發展農業，而最具代表性的農田水利工程，是為「都江堰」與「鄭國渠」。都江堰位於現今四川省灌縣境內，秦昭襄王末年（B.C. 256 - 251），由蜀郡太守李冰主持興建。晉代稱為都安大堰、湔堰，唐代又稱為楗尾堰，宋代才稱都江堰，為成都平原賴以維生的農田水利系統，歷代都受到官府的維修與擴建，如西漢景帝後元三年（B.C.141）文翁為蜀守，引湔江水灌溉農田一千七百頃，後與都江堰統合，使都江堰灌溉區向東北擴展；三國時，諸葛亮亦發民丁一千二百人，對都江堰加以維護。《水經注》上記載：「沃野千里，世號陸海，謂之天府也！」可見都江堰對該區農業發展的貢獻，並沿用至今，為現存世界上歷史最悠久的無壩引水工程。鄭國渠建於戰國末年的秦王政元年（B.C.246），由韓國水利家鄭國主持興建，十年後完工，渠長三百餘里，灌溉面積達四萬多頃。據《史記?河渠書》記載：「關中為沃野，無凶年。秦以富強，卒并諸侯」可顯示其重要性，而鄭國渠在後世接續的開發下，亦成為關中最有影響力的水利工程建設。到了漢代，農田水利以關中地區最為發達，不僅延續前代的發展，更新建立許多灌溉渠道，其中以白渠與成國渠最具代表性。漢武帝元鼎六年(B.C.111)，為灌溉鄭國渠旁邊的高地，由倪寬主持鑿渠工程，開六條渠道以輔助鄭國渠灌溉，其灌溉區域也向北面擴大，稱「六輔渠」。後來趙國中大夫白公建議增建新渠，武帝於太始二年(B.C.95)，開鑿引涇水灌入渭水的渠道工程，渠長二百里，灌溉面積四千五百多頃，使鄭國渠的灌溉區域向南面擴張，稱為「白渠」。由於白渠與鄭國渠的灌溉區域相連，後代常合稱為「鄭白渠」。成國渠建於西漢中期，渠首位置在眉縣（現今陜西境內）東北，曹魏時向西延伸至陳倉（今陜西寶雞市東邊），灌溉面積達兩千多頃。西魏大統十三年（547 A.D.）進行整修，並加建六門堰來增強蓄水量。成國渠與六門堰所組成的水利系統，在唐代稱為渭白渠，灌溉面積達兩萬多頃，由當時京兆尹直接管理，並曾多次大規模維修。後歷經宋元時期，至明代時漸漸沒落。