幅员辽阔的中国是一个水资源大国，同时又是一个水问题严重、水资源短缺的国家。对水的利用与对水害的规避，从历史早期一直到今天，都是中国人生存和发展所面临的头等重大的问题。从某种意义上可以说，中国文明就是一个在与水患抗争的过程中成长起来的文明。中国的历代治水最集中地反映了中华民族的忧患意识，也最集中地体现了这一民族的意志与智慧。一部中国的水利史，浸染着中国人民辛酸的眼泪、辛勤的汗水和自豪的欢乐。水利与人们生活及社会发展的密切关系，即便从世界范围的角度看，中国也是最引人注目的国家之一。认识中国人与水的关系，了解悠久而辉煌的中国水利发展史，无论对普及历史文化与科学知识，还是对激励公民的责任心和使命感，都具有深远的意义。所以，中华人民共和国建立后，创建一座反映中国人认识水、利用水，与水抗争历史的博物馆，成为几代人期盼已久的梦想。虽然一些反映局部地区和特定工程的博物馆已经建立起来，但全面系统地反映中国水利史的综合性博物馆，依然是一个令人遗憾的空白。正是为了填补这一空白，水利部决定建造一座集“征集收藏、整理研究和社会教育”为一体的“中国水利博物馆”。
考虑到中国水利事业内涵的迅速拓展，中国水利悠久而辉煌的历史，当代社会水科学和水文化知识普及的必要性和迫切性，并通过对观众兴趣与期待的前置分析，我们在中国水利博物馆的总标题下分设了既相互联系，又相对独立的三个分主题，构成博物馆展示空间的主体。三个主题分别为：“水与水资源”，“中国水利史”，“中国水文化”。
为帮助人们更全面深入地了解水与人类生存的关系以及当前人类面临的严峻局面，普及水与水资源的科学知识，提高人们利用与保护水资源的素质与能力，同时也考虑到“水利”概念在新的时代条件下内涵的拓展，以及由此决定的政府水务部门工作范围的拓展，我们采用扩张了的“水利”的概念，在中国水利博物馆专门设置了“水与水资源”展厅。
“水与水资源”展厅主要向人们介绍有关水的本质、水的特征、地球水的分布与运动、水与生命及人类的关系，以及当代水资源的现状与问题等，旨在帮助人们对水科学及水与人类的关系，有一个较清晰的认识，增强对水资源及其保护的重要性的理解。
第一单元：水是什么在这一单元，传播目的是要纠正一些人关于水是一种基本元素的错误观点，指出水不是一种基本元素，而是由两种元素——氢和氧——结合的产物。同时，通过生动有趣的互动性实验装置向观众介绍水的一些基本特征，包括水的浮力、水的张力、漩涡的形成、水压的力量等，并回答诸如“为什么冰能浮在水面上？”，“为什么鱼在水中还能呼吸？”“为什么水会以不同的形式出现？”等一些有趣的问题。
第三单元：水、生命与人类我们将在这一单元向观众说明“水是生命的源泉”、“水是人类生命与健康的前提”，以及“水文条件对一个地区文明的发展及其类型具有制约性的影响”等观念，使人们对水与人类生存各方面的影响有一个较全面和深入的认识。我们首先用古生物化石和生态景观复原说明生命在水中产生，从海洋到陆地的过程；用不同年龄段失水状态模型说明生命是一个水流失的过程；用文明生活的场景复原说明降水量及其年分布状况对世界各地区文明类型的分布及生存状态的影响，以及随着文明进化人们对水的利用方式的变化。
本展厅将以大型场景“蓝天白云和绿水：21世纪水宣言”作为结束，使观众在充分意识到水资源问题严重性的同时，对人类的未来有乐观的信念。
“中国水利史”是中国水利博物馆的核心展厅，通过对中国悠久而辉煌的水利史的追溯和分析，使观众意识到水利在中国文明进程中特殊的地位，并为我们的先人富有智慧和责任感的行为感到自豪。
第二单元：早期中国人对水的认识与利用从观众的前置分析中我们了解到，观众通常不喜欢过分通史化和学术化的内容安排，对历史较小的变化不敏感，而倾向于在较大历史跨度中通过以具有情节性的典型案例再现和分析为切入点，通过水利史中的较大的事件来把握历史的演变。同样，从传播的角度来看，过分强调以朝代转换作为水利史叙述框架会将水利史本身的逻辑或规律肢解，将河流治理的脉络碎化，使观众参观后不得要领。所以我们不采用通行的王朝史构架，而将整个中国水利史分为三个大的阶段：从历史初期到秦帝国的建立，从统一国家的形成到帝制时代的结束，中华人民共和国建立后的半个世纪，尽可能反映水利史自身变化的趋势。
在“早期中国人对水的认识与利用”单元中，我们向观众介绍秦帝国建立前中国人对水的认识和利用。早期的认识和利用方式主要包括早期居民的居住地选择、舟船发明、水井开凿和挡水塘垣的建筑；从三代开始，既出现了大禹治水、孙叔敖筑芍陂、西门豹开漳水十二渠等重要的治水实践，也有象管子这样较系统阐述治水方略的理论思考；本单元最后采用场景和动态模型介绍秦国的三大水利工程：郑国与郑国渠、李冰与都江堰、史禄与灵渠。
本单元还介绍中国古代城市供水和港口建设的一般情况，及水文知识、治河技术与器械的进步。
民国时代中国水利虽然在引进西方近代水利理论与方法方面有重要的成就，但具体的水利设施不多，可采用立体方式表达的内容也不多，所以以李仪祉为线索，将中国近代水利的变化与发展纳入水文知识进步的组分，并作为与下一单元衔接的一个过渡。
第一单元：水与中国文化中国人不仅在与水患斗争中发展起绵延久长的中华文明，而且在水的滋润中发展出丰富多彩的水文化。对水的亲昵、对水的钟情、对水的崇拜和对水的恐惧都在中国文化上打上了深深的烙印。本单元首先介绍水在中国哲学、艺术、建筑诸方面的影响。在哲学方面，古代中国人把水看作构成世界的基本元素之一，它与其他四种元素的相生相克演绎着王朝转换和历史演变；中国人不仅把水看作智慧的表征，也的确从水中获得了重要的启示，“以柔克刚”，“滴水穿石”的辩证法成为对人生哲理代代相承的教诲，“水能载舟，亦能覆舟”则形象地比喻了统治者与人民的关系，成为历代政治家治国平天下的信条。在文学艺术方面，流传着许多动人的传说，《诗经》中“在水一方”的爱情故事，忠诚的屈原投汨罗江的悲歌，“曲水流觞”传来的诗人与艺术家的欢笑，以及陶盆与丝绸上美丽而隽永的水波纹都铭刻着中国艺术对水的钟情；中国建筑营造的风水观、高耸的塔楼和宏阔的庙宇，古村落的营造布局，以及形形色色的桥与舟船，也反映了水与建筑文化的密切关系。
第二单元：水神与水崇拜对水的爱与恐惧交织成一种复杂难言的情感，集中地体现在对水的崇拜上。对水的崇拜最初采取了一种朴素的方式，那就是对河川水体的直接崇拜，所以在几乎所有重要的水体都有相应的神祗，如黄河河神冯夷、洛水女神宓妃、潇湘二妃娥皇与女英、洞庭水神柳毅与龙女、长江水神奇相江神、汉江水神、大姑与小姑，淮河女神无支祁、运河水神金龙四大王谢绪、及四海海神禺京、弇兹和不延胡余等；同时，人们还发展起部落和区域性的图腾崇拜，发展出鱼、龟、蛇、蛙等动物神崇拜，以及风伯雨神的气象神崇拜。与古代中国祖先崇拜相应的，人们将历史上治水的英雄奉为神明，形成了人物水神崇拜，如补天的女娲、辟龙门的大禹、祷雨的成汤、与河伯较量的西门豹，及南海普遍流传的天后妈祖等。
第三单元：中国水风情一方水土养育一方人。不同的水文条件不仅培育出不同类型的文明，也滋生出形式多样的水风情。本单元将选择具有典型性的地方风情来说明中国人与水的不解之缘，包括黄土高原上头戴柳枝祈雨的人们、咆哮的黄河上行船的黄河船公、乌苏里江撒网的渔夫、坎尔井畔的汲水人、背负水桶的藏族姑娘、欢乐的傣族泼水节、哀怨的崇武惠安女、清雅秀丽的江南水乡、漓江上划着竹筏的姑娘，终日漂泊在船上的水上人家和节日里欢腾的龙舟比赛等。
为了加强展示的可看性和吸引力，在展览形式上，强调异质、立体和复杂的空间构造，信息传达方式采用装置对信息进行符合传播学要求的包装，通过空间的组团结构来增加观众对信息选择的自主性，以克服同质、线型和平面化展览空间，及过分逻辑化造成的单调。用展示内容与形式的异质性中断过于同质和单调造成的疲劳和漠然，营造随意、亲切的自然气氛，并通过激发诧异感保持观众的新鲜和兴趣，并获得更丰富的空间体验。
本博物馆是一个典型的信息定位的博物馆，三维实物的量很小，主要目的在于使观众了解关于水科学、水文化的各个方面，表达手段主要依赖多媒体、互动装置模型和场景等辅助材料。为了增强展览的解释性，互动的实验性装置和多媒体将成为展览表达特别重要的环节。