南水北調(diào)工程建設(shè)過程中，遇到了許多技術(shù)挑戰(zhàn)，有些為世界性難題。如丹江口大壩加高中新老混凝土結(jié)合技術(shù)、中線隧洞穿黃河工程技術(shù)、中線膨脹土地區(qū)渠道邊坡處理技術(shù)、中線渡槽群設(shè)計和施工技術(shù)，東線大型低揚程、大流量泵站技術(shù)等。這些技術(shù)基本上是世界上尚未攻克或沒有遇到的。
       在工程技術(shù)挑戰(zhàn)面前，工程建設(shè)者采取了有效措施：
       一是在工程建設(shè)之初制定了科技工作計劃，開展重大關(guān)鍵技術(shù)研究。率先啟動丹江口大壩加高、PCCP管道制造和安裝、東線大流量水泵的設(shè)計和制造等方面的科技研究。
       二是注重科技創(chuàng)新，將科技創(chuàng)新和工程建設(shè)緊密結(jié)合起來。例如，中線工程在南陽市、新鄉(xiāng)市開展膨脹土（巖）試驗，為工程設(shè)計提供科學數(shù)據(jù)，研究膨脹土施工處理措施。中線穿黃工程進行了1：1模型試驗，取得了大量設(shè)計及施工參數(shù)，解決了設(shè)計方案及施工工藝優(yōu)化比選問題。
       三是利用市場配置各種資源，為工程技術(shù)創(chuàng)新提供支持。很多科研題目和國家科技規(guī)劃結(jié)合起來，與科技部共同設(shè)立南水北調(diào)重大課題研究項目，列入國家“十一五”、“十二五”科技規(guī)劃。與清華大學、中國工程院等高校和科研機構(gòu)進行廣泛合作。很多課題是通過社會配置資源相互合作來推動的。比如，中線水源地黃姜生產(chǎn)工藝研究，由武漢大學、武漢地質(zhì)大學、北京大學等院校，從幾個不同的技術(shù)路線出發(fā)，解決黃姜生產(chǎn)污水處理問題。
       四是建立科技交流和成果共享機制。把科技成果作為一種公共資源進行共享，廣泛應(yīng)用到工程當中去，保證了成果的高效性。
       五是采用引進、吸收、再創(chuàng)新的方式，積極開展國際科技交流。國產(chǎn)渠道襯砌機生產(chǎn)設(shè)備價格比進口降低80%，自重降低三分之二，提高工作效率66%，不僅滿足了國內(nèi)的需求，還出口到巴基斯坦、馬來西亞等國外市場。