自然界的水資源可用於農業生產中的農、林、牧、副、漁各業及農村生活的部分。它主要包括降水的有效利用量、通過水利工程設施而得以為農業所利用的地表水量和地下水量。生活污水和工業廢水，經過處理，也可作為農業水資源，加以利用。
農業水資源隻限於液態水。汽態水和固態水隻有轉化成液態水時，才能形成農業水資源。葉面截留的雨露水和土壤內夜間凝結的水分都可為作物所利用，但其量甚微，在農業水資源分析中一般可不予考慮。
江河湖泊的地表徑流，可為國民經濟各種用水部門提供水源，但不是全部水量都可構成可利用的水資源，如為瞭維護河道生態平衡，必須有一部分河道徑流輸入海洋；水源開發工程雖可進行年內及年際調蓄，但在豐水周期內亦常產生無法調蓄的棄水。因此，可利用的水資源隻為其總水量的一部分，而農業可用水資源又隻為可利用水資源中的一部分。
根據20世紀70年代末的調查資料，中國每年經工程調蓄、提、引為工農業提供的4767億m3水量中，農業用水占88％，其中灌溉用水4001億m3，農村人畜用水137億m3，牧業、林業用水57億m3。可見農業用水中有95％用於農田灌溉。隨著工農業的發展，工業用水的比例迅速增長。同時，隨著農業結構的調整，多種經營的開展，養殖業和農村工業、副業的發展，農業用水中種植業灌溉用水的比例有減少趨勢。
自然界的水情呈現一定的時空分佈不均勻性和動態變化規律。把自然界水資源的這種動態與農業用水的動態相協調，在充分利用降水的前提下，須通過農田水利工程設施才能調節利用地表水、地下水，使其成為可利用的農業水資源。
降水對農田是一種間斷性的直接補給，也是農業水資源最基本的部分。在中國，年降水量大於800mm的濕潤帶，主要是水稻產區，除降水直接提供作物生長需水外，仍需發展灌溉，在時間上補充雨水的不足。在年降水量為400～700mm的半幹旱、半濕潤帶，主要是小麥、棉花等旱作物產區，降水量多集中在7～8月，需調蓄汛期雨水所形成的地表徑流，以供旱期灌溉之用。中國西北幹旱地帶的年降水量為200mm，在這類地區沒有灌溉就沒有農業，須依賴於蓄水、引水或提水工程，以供給農業用水需要。在年降雨量200～400mm的半幹旱地帶，而又缺乏人工灌溉條件的地區，隻有依靠雨水，發展旱作農業（又稱雨育農業）。因此，有效地利用雨水對這類地區的農業生產具有決定的意義。
地表水主要是河川湖泊徑流。江河在其水文動態許可范圍內可為沿程提供農業用水。江河中下遊平原是農業用水集中的地區，常須在河道上遊修建蓄水工程，以調節水資源在時空上的不均衡，或在河道上築壩引水，建閘提水，以補雨水之不足或不及時。必要時可實施跨流域調水，以調濟流域間水資源的不平衡。
地下水包括丘陵山區的泉水、基巖裂隙水、沖積平原地區的淺層地下水、南方喀斯特地區的巖溶水，是農業水資源的另一來源。開采地下水，綜合調度水資源，應在一個豐枯水文周期內保持地下水采補平衡。農業用水應以開采淺層地下水為主，深層地下水隻能作為應急備用水源。
地區性農業水資源的規劃調度應在各用水部門綜合規劃平衡、合理安排農業結構的基礎上，充分利用有效降雨量，發揮土壤的調蓄作用，積極開發利用地表水和合理開采地下水，統籌安排，發揮水資源的最大效益。