寒冷干旱区水文水资源与水利工程重点实验室2003年9月依托新疆农业大学水利与土木工程学院的水文水资源、水力学及水工、农业水利工程、建筑材料、岩土工程实验室等9个实验室组建成立。2013年1月，经教育厅批准，确定为自治区教育厅普通本科高等学校重点实验室。
实验室针对寒冷干旱区水资源与水利工程前沿科学问题开展基础研究和应用技术研究，为新疆水利事业发展和区域经济建设提供技术支撑和科技服务。结合新疆水资源特点和水利工程建设的科技需求，经过长期在水资源高效利用、水利工程规划、设计和管理、农田高效节水应用方面进行的研究和积累，形成了水文测报与水资源配置、水文地质试验及地下水资源评价与保护、灌区高效节水与农田水盐调控技术、当地材料坝设计理论与新型水工材料应用技术和水沙运动理论与多沙河流引水防沙技术五个有特色的研究方向。
研究方向1：水文测报与水资源配置
本研究方向紧密结合新疆开发进程与发展方向，围绕水资源配置和大型灌区信息化建设开展了系列研究工作，建立了寒冷干旱区水文测报、水资源配置技术体系，为新疆水资源可持续利用提供了重要技术支撑。着重研究：（1）水文测报技术（2）水资源可持续利用理论与配置模式（3）灌区水资源统一管理信息技术。
本研究方向在水文测报、灌区水资源统一管理信息技术等研究领域处于自治区领先地位。
研究方向2：水文地质试验及地下水资源评价与保护
本研究方向紧密结合内陆干旱区地下水资源的特点，采用现场调查（试验、观测）、理论分析与数值模拟相结合的方法，对内陆干旱区地下水资源的形成、评价、利用、调蓄和保护等进行了研究，初步建立了具有新疆特色的水文地质试验及地下水资源评价与保护理论体系，为新疆地下水资源的可持续利用提供了重要的技术支撑。本研究方向着重研究：（1）水文地质原位试验与监测（2）区域地下水资源评价与地下水水源地优化设计（3）区域地下水水质演化研究与地下水脆弱性评价（4）中盐度地下水利用。
本研究方向在自治区地下水研究领域处于领先地位。
研究方向3：灌区高效节水与农田水盐调控技术
本研究方向针对新疆农业用水效率较低、盐碱耕地分布广等问题，系统开展作物水分消耗与干物质累积、微灌灌水参数与灌溉制度、农田盐分迁移与累积过程、水盐分布与作物生长的影响关系等研究，初步建立了灌区高效节水与农田水盐调控技术理论体系，为新疆水资源高效利用发挥了重要作用。本研究方向着重研究：（1）土壤水盐动态分布与平衡模型（2）节水灌溉制度和灌水技术（3）农田盐分调控技术。
本研究方向在自治区高效节水灌溉制度与技术研究领域处于领先地位。
研究方向4：当地材料坝设计理论与新型水工材料应用技术
本研究方向主要针对新疆河流在水文、气象、地形、地质、当地建筑材料等诸方面的特点，密切结合工程实践，在国家和省部级课题、重大水利水电工程科研项目等的支持下，对寒冷干旱区的当地材料坝设计理论与方法、筑坝技术、水工材料特性等进行了研究，形成了当地材料坝设计理论与实践、新型水工材料应用方面的研究特色，为新疆地区水利工程建设和水资源利用提供了重要技术保障。本研究方向着重研究：（1）深厚覆盖层上当地材料坝的建坝技术（2）当地材料坝坝料特性及设计优化（3）新型水工材料工程特性与应用。
本研究方向在自治区坝工设计与水工材料试验研究领域处于领先地位。
研究方向5：水沙运动理论与多沙河流引水防沙技术
本研究方向把研究新疆河流水沙运动规律和引水防沙技术作为主攻方向，采用理论分析、科学试验和数值模拟相结合的方法，对河流中泥沙运动规律与推移质及悬移质分离技术进行了深入研究，初步建立了水利枢纽引水防沙技术体系，对水资源高效利用起到了重要的促进作用。目前重点开展以下研究：（1）水沙运动数值模拟（2）枢纽引水泥沙处理技术（3）动态水力分离细沙技术。
本研究方向在多沙河流引水工程中利用水力自身能量分离水沙技术方面处于国际先进水平。
本实验室经过十多年的建设，在科学研究、人才培养、社会服务等各方面均取得了较好成绩，对水利水电工程国家重点（培育）学科、水利水电工程和水文学及水资源自治区重点学科以及水利工程一级学科博士学位授权点和水利工程博士后流动站等学科平台建设起到了很好的支撑作用。
