实验室围绕旱区农业节水应用基础、节水灌溉新技术与装备、旱区水资源可持续利用与水土环境和农业水工程新技术与新材料 4个重大研究方向，重点在旱区作物水肥高效利用技术及应用、节水灌溉技术装备研发与应用、西北旱区农业水资源优化配置与雨水资源高效利用、高坝消能与灌区 改造关键技术、旱区农业节水科技发展战略等方面突破了一批关键技术，取得了重要进展，部分研究成果达到国际先进水平。
　　2010年以来，实验室 共承担各类科研课题90余项，其中纵向经费62项。在纵向课题中，国家863计划课题“农田水肥联合调控技术与设备”、“低能耗微灌技术与产品”、“作物 生境过程模拟与动态优化决策技术”等5项；国家科技支撑计划课题“旱区节水型生态灌区关键技术研究与应用”、“西北旱作区抗逆稳产旱作农业技术集成与示 范”、“西北旱区农业水土资源潜力与高效利用模式集成及应用”、“微灌工程系统集成与配套设备开发”、“西北旱区农业高效用水信息化技术研究与应用”等7 项；国际合作项目“中国-联合国合作非洲水行动-非洲地区旱地节水农业技术合作、开发与示范”、“旱区现代节水农业技术创新引智基地”、“提高旱区作物水 分利用效率的关键技术研究与应用”3项；水利部公益性行业专项1项；国家自然科学基金面上项目和青年基金项目等21项，省部级及其他科研课题15项，到位 科研总经费1.17亿元。
　　依托实验室完成了国家农业科技计划“干旱半干旱区节水农业”重大专题总体框架的设计和可行性论证，主持完成了国家节水农业科技发展“十二五”重点专项规划。实验室是“十二五”国家863计划“农业精量用水控制技术与产品”和“作物生境过程耦合与调控”项目的主持单位。
　　2010-2014年承担的部分国家及省部级科研项目如下：