آب مایه زندگی است. آب را از گذشته‌های دور یکی از چهار عنصر اصلی جهان می‌دانستند. سه عنصر دیگر هوا، خاک و آتش بودند که با آب «عناصر اربعه» را تشکیل می‌دادند. آب ویژگی‌های خاصی دارد و اغلب از قوانین عمومی طبیعت پیروی نمی‌کند. آب در شرایط عادی دما و فشار می‌تواند به سه حالت جامد (یخ)، مایع (آب) و گاز (بخار آب) وجود داشته باشد. همه مواد وقتی از حالت مایع به جامد درآیند منقبض و سنگین می‌شوند ولی آب که منجمد و به صورت یخ درآید منبسط و سبک می‌شود و بر سطح آب قرار می‌گیرد.

آب بیشترین ظرفیت گرمایی ویژه را دارد و از این رو متعادل‌کننده دمای محیط است. آب حدود 70 درصد سطح زمین فراگرفته و بین 60 تا 90 درصد وزن موجودات زنده را تشکیل می‌دهد. و همه چیز زنده از آب است و زندگی و کشاورزی و صنعت و شهرنشینی و تهران وابسته به وجود آب است.

ایران به جز بخش‌های شمالی آن از سرزمین‌های کم‌آب و بی‌آب (بی‌آ‌بان – بیابان) و  کویرهای خشک تشکیل شده است. میانگین بارش سالانه ایران حدود 24 سانتی‌متر بوده ارتفاع بارش از چند میلی‌متر بیشتر نمی‌شود. موضوع دیگر نامناسب بودن زمان و مکان بارش و قابل‌استفاده نبودن بخش عمده‌ای از همین بارش است.

آب در ایران از گذشته‌های دور تاکنون مهم‌ترین مساله زندگی و فعالیت‌های مردم بوده است و بیشترین تلاش‌ها، همیاری‌ها و نوآوری‌ها و خلاقیت‌ها در زمینه تامین آب و آب‌یابی، آب‌رسانی و آبیاری صورت گرفته است و چاه و نهر و کانال و قنات و آب‌انبار و سد ساخته شده است. البته از کهن‌ترین عوامل اختلاف و نزاع و جنگ میان خانواده‌ها، روستاها و کشورها هم آب و تقسیم و بهره‌برداری آن بوده و قوانین و توافق‌نامه‌ها و طومارهایی نیز در رابطه با آب تنظیم شده است.

چاه
زندگی مردمان در گذشته در کنار رودخانه و چشمه‌ها می‌گذشت. اما زمانی که رودخانه در اثر سیل یا زلزله تغییر مسیر می‌داد یا چشمه کم‌آب و خشک می‌شد مردم ناچار به فکر کندن نهر و گود کردن چشمه افتادند تا به آب دسترسی یابند. موضوع گود کردن چشمه و رسیدن به آب زیرزمینی سبب شد چشمه به چاه تبدیل شود و به جای آنکه آب خودبه‌خود بر سطح زمین جاری شود، بالا کشیدن آن خود مساله‌ای شده و راه‌حلی برای آن اندیشه شود.

برای بیرون آوردن خاک و سنگ از چاه و بالا کشیدن آب، ابتدا از طناب و دلو (ظرف چرمی، چوبی، سفالی، فلزی و...) استفاده می‌شد تا آنکه چرخ چاه اختراع شد. چرخ چاه از اختراعات ایرانیان است و به نام چرخ ایران یا دولاب (دلو آب) نامگذاری شده است.

برای بالا کشیدن آب از چاه و رودخانه به تدریج وسایل کامل‌تر مانند پیچ ارشمیدس و چرخ آب به کار می‌رفت که با نیروی انسان یا چهارپایان می‌گشت و آب را بالا می‌آورد. حفر چاه و رسیدن به آب این اندیشه را در ایرانیان به وجود آورد که خشکی روی آب قرار دارد و با کندن زمین می‌توان به آب رسید. با توجه به اینکه در نقاط مختلف زمین چاه متفاوت خواهد بود، برای یافتن نقطه‌ای که در عمق کمتر به حجم بیشتری از آب برسند به تجربه‌های مهمی دست زدند در آب‌یابی مهارت یافتند.

 آب‌انبار
در بسیاری از نقاط ایران رودخانه‌های فصلی وجود دارد. از این رو لازم است آب را در مخزن‌هایی ذخیره کنند. آب‌انبار مخزن سرپوشیده‌ای است که آب آشامیدنی را در آن ذخیره می‌کنند. کهن‌ترین آ‌ب‌انبار جهان حدود سال 2150 قبل از میلاد به دستور پادشاه اور در آن شهر ساخته شده است.

در قسطنطنیه (استانبول کنونی) به دستور یوستی نیانوس، امپراتور روم شرقی در قرن ششم میلادی دو آب‌انبار بسیار بزرگ ساخته شده است. یکی از این دو آب‌انبار که هنوز از آنها استفاده می‌شود و یکی از دیدنی‌های بسیار جالب استانبول است، آب‌انباری است که سقف آن بر 365 ستون مرمری 12 متری در 28 ردیف قرار دارد. در ایران ساختن آب‌انبارها با بامی گنبدی یا کله‌قندی و معمولا در زیرزمین از گذشته دور معمول بوده که به نام برکه، استخر، آیدان و حوض شهرت داشته‌اند.

معمولا آب‌انبارها در مسیر جریان‌های فصلی آب باران و برف ساخته می‌شده تا به‌طور طبیعی از آب پر شوند. ساختن آب‌انبار و استفاده از آن از دوره باستان تا حدود نیمه قرن چهاردهم هجری و پیش از لوله‌کشی آب در شهرها در ایران معمول بوده و نمونه‌ای از آنها آب‌انبار سیداسماعیل در تهران است که در نیمه نخست قرن پنجم هجری ساخته شده که در زمان شاه‌طهماسب صفوی و بعدا به دستور حاج‌عیسی وزیر در زمان قاجاریه تعمیر و بازسازی شد.

 قنات
قنات یا کاریز (کهریز) از ابداعات ایرانیان است. این علم و صنعت و فن از ایران به شمال آفریقا و اسپانیا و روم راه یافته است. قنات معرب کلمه کنات فارسی از ریشه کندن گرفته شده و کانالی است زیرزمینی که آب را از دامنه کوه‌ها و سفره‌های زیرزمینی به نواحی پشت و خشک می‌‌رساند.
ایرانیان از حدود 3هزار سال پیش به حفر قنات دست زدند. طول بعضی از قنات‌ها به حدود 40 متر می‌رسید و تعداد آنها بالغ بر 300 هزار رشته بود. برای حفر بعضی از قنات‌ها چندین نسل برای چندین سال  به کار می‌پرداخت.

در مکانی که امکان وجود آب موجود بود چاه اصلی یا مادر چاه کنده می‌شد تا به آب می‌رسید و بعد با چاه‌های میان‌راهی کنده می‌شد و تونل آبرسان (پشته) با شیب مناسبی کنده می‌شد و آب به فضای باز می‌رسید (مظهر قنات). عمق بعضی از مادر چاه‌ها در یزد به 100 متر می‌رسیده است.
در نوشته‌های مصری آمده است که دریاسالار اسکیلاس پارسی پس از آنکه داریوش اول مصر را فتح کرد در واحد خرگه سیستم آبیاری را با روش ایرانی از طریق حفر کانال‌های زیرزمینی به وجود آورد و همین موضوع سبب شد که مصریان نسبت به داریوش خشمگین نباشند و به او لقب فرعون بدهند.
سد و بند دیواری است که برای ذخیره کردن آب یا جلوگیری از تخریب سیل یا تغییر مسیر آب در مقابل رودخانه یا در کنار آن ساخته می‌شود. در ایران بندها و سدهایی از زمان هخامنشیان ساخته شده است. نخستین فعالیت مربوط به سدسازی در زمان هخامنشیان بر رودخانه اروند فرات بوده است. به دستور کوروش سدی برای آبیاری بر رودخانه دیاله بسته‌اند.

این سد را از خاک و چوب ساختند. استرابو، جغرافیدان یونانی سده اول میلادی چنین می‌گوید: «ایرانیان برای آنکه هنگام یورش خارجیان از حرکت آنها به سمت بالای این دو رودخانه (دجله و فرات) جلوگیری کنند روی آنها بند و سدهایی ساخته بودند ولی اسکندر وقتی به آن رسید تا آن‌جایی که می‌توانست آنها را ویران کرد.
در زمان ساسانیان سدسازی ادامه یافت. یکی از این سدها سد شادروان شوشتر روی رودخانه کارون است. این سد در زمان شاپور اول و به وسیله 70هزار نفر اسیران جنگی رومی لشکریان و والدین که شکست خورده بودند ساخته شد. عرض این سد که به نام «بند میزان» معروف است به عرض 10 تا 12 متر و طول آن250 متر است.
ساختن این سد از سه تا هفت سال طول کشید. مصالح آن نیز قطعه‌های بزرگ سنگ است که با بست​های آهنی به یکدیگر محکم شده‌اند. این سد سرریزهایی دارد که وقتی آب رودخانه بالا بیاید از آنها می‌گذرد.