Thủy lợi là việc cung cấp nước nhân tạo cho cây trồng, được sử dụng ở những nơi lượng mưa quá ít, không ổn định hoặc không đúng thời điểm. Đó là điều cho phép canh tác ở thung lũng sông Nile, Punjab, thung lũng Trung tâm California và các vùng đồng bằng khô cằn ở miền bắc Trung Quốc.

Các phương pháp tưới tiêu rất đa dạng, từ cổ xưa đến hiện đại. Tưới ngập trải đều nước trên toàn bộ cánh đồng và để nước ngấm sâu vào đất. Tưới rãnh đưa nước xuống các rãnh giữa các hàng cây. Hệ thống phun mưa mô phỏng mưa, còn hệ thống tưới nhỏ giọt cung cấp nước trực tiếp đến vùng rễ, từng giọt một. Hệ thống tưới xoay tròn di chuyển chậm rãi trên các cánh đồng rộng lớn. Mỗi hệ thống có chi phí, hiệu quả và độ phù hợp khác nhau.

Những câu hỏi lớn

• Nguồn: sông, hồ chứa, tầng chứa nước ngầm hoặc nước tái chế
• Phương thức vận chuyển: trọng lực, máy bơm hoặc đường ống chịu áp lực
• Lập kế hoạch bón phân: thời điểm và lượng phân bón, dựa trên loại đất và giai đoạn phát triển của cây trồng.
• Hệ thống thoát nước: nước thừa sẽ đi đâu và liệu muối có tích tụ hay không.

Mực nước ngầm đang giảm ở nhiều vùng sản xuất nông nghiệp hiệu quả nhất thế giới. Xu hướng hiện nay là hướng tới hệ thống tưới nhỏ giọt, cảm biến độ ẩm đất và tưới thiếu nước, phương pháp chỉ cung cấp lượng nước vừa đủ để đạt năng suất mục tiêu mà không lãng phí.