农业水利研究所是长江科学院下属的非营利公益科研机构，该所立足长江流域，面向中国南方地区，以发展农业水利、保障粮食安全为目标，主要致力于为中国南方地区农业灌溉和排水、农作物改良、农村供水以及改善农村水环境提供技术支撑。
农业水利研究所主要研究方向为：
（1）灌溉排水理论与技术研究。主要研究环境变化条件下的农业耗水规律，流域尺度生态需水计算与多水源优化配置理论，提高田间灌水效率的理论与技术，不同节水灌溉条件下水分转化理论与尺度效应，高效用水调控机理与非充分灌溉理论，区域节水总体规划和工程规划，生物节水技术，非充分灌溉制度和实施技术，滴灌喷灌技术和设备，渠道防渗新材料与施工机械，灌区量水设备等。
（2）基于减轻面源污染的农业水环境改造理论与技术。主要研究农田面源污染的形成、演化和控制理论与技术，劣质水灌溉对农田环境影响，节水灌溉对区域水资源循环体系和大田作物生态环境影响，节水灌溉的区域水土环境效应评估与调控，农田地表、土壤及地下水中水肥、污染物运移规律，节水防污型生态灌区系统规划设计原则与技术等。
（3）农村饮用水安全。主要研究饮用水源保护和水污染防控技术及设备，农村水源性病区供水水质与疾病的监测技术，贫水区找水技术及新型成井工艺、山丘区雨水安全集蓄与利用技术，农村安全供水标准化、信息化继承技术与供水工程技术评价指标体系等。
（4）作物需水与粮食安全。主要研究农作物需水规律和水分利用效率，作物品种对水分亏缺的适应性，农作物新品种选育、农作物改良关键技术与应用，作物遗传选种及高产良种繁育及技术推广，农作物高效栽培与耕作技术，设施农业技术等。
（5）农业水政策。主要研究农业灌溉水权、水价的形成机制以及效益补偿机制，农业节水效益和投入机制，灌溉用水水价调整机制及其对节水农业的影响，农业节水灌溉的法律法规保障体系等。
（6）农业水利信息化。主要研究水利信息的采集、传输、存储和处理技术，灌溉排水的预测、优化等应用模型，灌区及地区灌溉管理的决策支持系统，区域需水、耗水、灌溉水资源、作物信息、灌排工程等数据库建设等