学院立足西北，面向全国，大力开展科学研究，积极为水利水电建设和社会发展服务。在农业节水理论与新技术、干旱半干旱地区水资源可持续利用、引水枢纽和库渠泥沙防治及利用、水利水电枢纽优化布置及消能防冲、黄土力学与工程、渠库防渗抗冻、结构分析等方面形成了鲜明的特色。
先后承担国家“七五”、“八五”、“九五”重点科技攻关计划，国家重大基础性研究（“973”项目）计划，国家高技术研究发展计划（863项目），国家“十五”重大科技专项，国家杰出青年科学基金，国家自然科学基金重点及面上项目，国家农业高效用水重大产业化工程项目，霍英东高校青年教师奖励基金，中华农业科教人才基金与科研基金，高校博士点基金，教育部重点项目，水利部水利水电科学基金，省（部）级科技攻关及自然科学基金,国际（中以、中澳和美国地球观测研究所）合作，以及其它横向生产项目2500余项。
近年来，学院在SPAC水分动力学及节水调控机制、非充分灌溉理论、渠道量水、防渗技术、高含沙水利用、辐射井和轻型井技术等方面取得了重大创新性的研究成果，许多成果已在西北和其它地区大面积推广应用，取得了巨大的经济和社会效益，为西北地区农业和农村经济发展做出了重要贡献。另外学院先后承担了三门峡、龙门峡、青铜峡、八盘峡、盐锅峡、李家峡、宝珠寺、安康、拉西瓦、鲁布格、天生桥、黑河、东风、洪家渡、吉林台、索风营等一大批国家重点水利水电工程试验研究任务，经工程实践证明，成效显著、运行良好。
水工模型试验研究
柴家峡水电站模型试验
首次系统提出了“控制性作物根系分区交替灌溉”新方法，经在甘肃民勤等地应用，取得了节水30%的良好效果，为西北旱区农业节水开辟了新的途经。研究成果2003年通过教育部组织的鉴定，居国际先进水平。
研制的适用于U型渠道的平底抛物线形无喉段量水槽及适用于多泥沙渠道的闸前短管量水装置，具有测流幅度大、临界淹没度高、水头损失小、量水精度高，利于泥沙、浮冰和其它漂浮物通过，比国内外通用的矩形量水槽节省工程量30%，比巴歇尔量水槽节约资金80%，目前已在陕西、甘肃、内蒙古等省（区）被广泛应用。
