系统工程是用现代科学方法组织管理各种系统的规划、设计、生产和使用的新技术。为达到最优设计，最优控制和最优管理的目标提出定量或定性的决策。

系统工程在水利方面的主要研究对象是：①结合国民经济发展计划使各河流的河川枢纽工程的规划、勘测、设计、施工与管理的最优化，②使水库、河道发挥防洪、发电、灌溉、航运、水产养殖、生态平衡、环境保护以及开发旅游等综合利用达到最优化，③开发地下水与地表水综合调度，水文预报，防止水污染与浪费，经济合理地保证需水单位在各时段对水质水量的要求，以解决水资源分配利用的最优化。

60年代以来，在水利方面系统工程逐步得到重视和推广应用。例如美国哥伦比亚河的规划，旧金山海湾和三角洲的研究；加拿大安大略北部河流水电开发计划；波兰维斯杜拉河水资源开发利用；埃及阿斯旺大坝发电和灌溉的有效利用等等都取得良好的成果。近几年来，系统工程在中国也开始在工农业用水控制调度、大坝流量控制、水文情报预报系统、水电站施工、水资源开发、水电站群经济运行和优化调度、调水工程以及水利水电科研等方面得到应用，其中在引滦工程、葛洲坝水利枢纽、紧水滩水电站、闽江等工程的施工中及红水河梯级开发规划中都取得有效的成果。在黄河上游以刘家峡与兰州为中心的水、火电与灌溉用水的综合调度中，也取得明显的效益。

系统工程是一门正在迅速发展中的新技术，由于水利涉及自然、社会和工程等复杂的关系，许多水利项目本身构成一个大的系统，因此它在水利方面必将越来越多受到重视和应用。对长远规划的制定、江河和区域治理的重大战略安排、水资源的综合开发与调度以及预测预报将是今后系统工程在水利方面研究应用的重点。