在20世纪50年代初，毛主席提出：北方水少，南方水多，能不能把南方水借一点到北方来，这是一个很大胆的设想。多年来，经过各方面的研究，形成了现在的南水北调的东、中、西三条线路。实际上这三条线路是在50多条调水线路的基础上优化组合出来的，目前社会各界认为东、中、西这三条线路是合适的。
我国的河流基本上都是从西向东流的，但是从南方到北方的南北向没有水资源的沟通系统，南水北调的东、中、西三条线路建成以后，就形成了全国水资源的四横三纵的网络。四横就是海河、黄河、长江和淮河，三纵就是东线、中线和西线。通过这样的水资源布局，可以进行水资源的优化配置和水资源各方面的调剂，极大地缓解北方水资源短缺。也在一定程度上缓解了南方的洪水期间的威胁。
东线从江苏的扬州江都提水站提水，然后通过骆马湖、南四湖到东平湖，在山东的微山穿过黄河，再通过现在已有的一些渠道，直接把水送到天津。这条线路从源头到终点约1200多千米。
中线是从长江的支流汉江的丹江口水库引水，陶岔取水，然后要重新修建新的渠道，在郑州附近穿过黄河，直接由渠道把水供到北京和天津，整个线路1150千米左右。
西线实际上有三条，一是雅砻江，二是大渡河，三是通天河，从这三条河流把水都引到黄河。
“南水北调”对南方用水不会形成压力，如东线工程的年调水量在150亿立方米左右，只占长江年均流量的1.5％，对引水口以下的长江水位并没有影响。