灌溉水在地而流动过程中借重力和毛细管作用浸润土壤，或在田面上建立一定深度的水层借重力作用逐渐渗入土壤的灌水技术。地面灌溉的田间工程简单、易于实施，水头要求低，能源消耗少。但容易破坏十壤团粒结构、表土易板结，水的利用率较低、平整土地的工作量大。根据灌溉水渗入土壤的方式，地面灌溉可分为4种：（1）畦灌。从末级灌水渠将水引入畦田中，自动灌溉灌溉水在畦面上以薄层水流形式在重力作用下沿畦长方向流动，同时向土壤中垂直入渗浸润土壤。（2）沟灌。从末级灌水渠将水引入灌水沟中，灌溉水在沟中沿沟长方向流动，部分水靠重力作用和土壤毛细管作用通过沟壁浸润土壤。（3）格田灌溉。从未级渠道将水引入用土埂围成的格田，并保持一定深度的水层，靠垂直入渗径润土壤。（4）漫灌。自动灌溉只有简单的土埂，引水入田后，任水漫流渗入土壤。各种地面灌水技术的适用性不同。对于密植作物，一般应选用畦灌；对于水稻或冲洗改良盐碱地，可选用格田淹灌；而对宽行作物则适宜选用沟灌；漫灌适用于灌溉天然草场或引洪淤地。

在农业灌溉自动化技术中，灌溉系统一般由中央控制计算机、数据采集系统和传感器等部分组成，在操作时需要工作人员制定科学的灌溉数据标准，并以它为标准值，自动灌溉设备利用传感器感知土地中各类实际数值，向中央处理系统传输感知的数据，由中央处理系统比较两组数据，最后确定灌溉与否，如果实际数值比标准数值高就不需灌溉，如果实际数值比标准数值低就需要灌溉。农业自动灌溉系统能更好地在农业灌溉领域应用自动化技术，但为让农作物的生长更好，自动灌溉设备在灌溉时通常会将各种化学农药加入水中，这在一定程度上会腐蚀农业自动灌溉系统，因而要求自动灌溉系统具备良好抗腐蚀性能。在农业灌溉中，自动化系统能依据最佳的比例混合水肥，以便在灌溉环节确保均匀施肥，同时按照植物在不同生长时期的不同水肥需求自动调节水肥比例。将自动化技术应用于农业灌溉还能精确控制灌溉用水，明确灌溉的时间、水量，实行精确灌溉，有效预防因用水不当而浪费水资源。

喷灌的主要优点如下：(1)自动灌溉设备节水效果显著，水的利用率可达80％。一般情况下，喷灌与地面灌溉相比，1m3水可以当2m3水用。(2)作物增产幅度大，一般可达20％—40％。其原因是取消了农渠、毛渠、田间灌水沟及畦埂，增加了15％—20％的播种面积；灌水均匀，土壤不板结，有利于抢季节、保全苗；改善了田间小气候和农业生态环境。(3)自动灌溉设备大大减少了田间渠系建设及管理维护和平整土地等的工作量。(4)减少了农民用于灌水的费用和投劳，增加了农民收入。 (5)有利于加快实现农业机械化、产业化、现代化。(6)避免由于过量灌溉造成的土壤次生盐碱化。常用的喷灌有管道式、平移式、中心支轴式、卷盘式和轻小型机组式。

水泵作用是从水源取水，并对水进行加压、水质处理、肥料注入和系统控制。过滤器就更不用说了，它是去除灌溉水中的杂物，用来提高灌溉水质量的设备。水质是设计者必须要考虑的因素。因为，灌溉水过滤不好，是导致灌溉工程失败的重要因素之一。自动灌溉设备常用的过滤器有：筛网式过滤器，叠片式过滤器等几种。筛网式过滤器是是一种简单而有效的过滤设备。它的过滤介质是不锈钢筛网或尼龙筛网。自动灌溉它利用滤网直接拦截水中的杂质，去除水体悬浮物、颗粒物，降低浊度，净化水质，减少系统污垢、菌藻、锈蚀等产生，主要用于过滤灌溉水中的粉粒、沙子和水垢等污物。叠片式过滤器是用数量众多，像鱼鳃一样的塑料圆片叠加，作为过滤介质。叠片式过滤器的使用和作用与筛网过滤器相同，不容易损坏，使用寿命较长。

这项技术的优点是灌溉施肥的肥效快，养分利用率提高。自动灌溉可以避免肥料施在较干的表土层易引起的挥发损失、溶解慢，最终肥效发挥慢的问题；尤其避免了铵态和尿素态氮肥施在地表挥发损失的问题，既节约氮肥又有利于环境保护。所以水肥一体化技术使肥料的利用率大幅度提高。据华南农业大学张承林教授研究，灌溉施肥体系比常规施肥节省肥料50%~70%；同时，大大降低了设施蔬菜和果园中因过量施肥而造成的水体污染问题。由于水肥一体化技术通过人为定量调控，自动灌溉设备满足作物在关健生育期“吃饱喝足”的需要，杜绝了任何缺素症状，因而在生产上可达到作物的产量和品质均良好的目标。

我国农村传统的灌溉为大水漫灌，施肥方法主要是经验施肥，没有充分考虑到土壤本身养分养况和农作物生长所需养分，往往大部分肥料随着大水而流失，造成了投入高，产量低，农产品品质下降，自动灌溉效益下降。更为严重的是，长期的大水漫灌及施肥造成了土壤结构被破坏，土地板结，环境污染，严重阻碍了农业的可持续发展。据有关资料显示，我国耕地面积不到世界的1/10，但氮肥和磷肥用量却分别为世界总用量的30%和26%，在单产相近的情况下，氮、磷肥用量分别高出世界平均水平2.05倍和1.86倍；农业污染量已占全国总污染量的1/3～1/2。造成农田污染的主要原因有化肥、农药、农膜等的污染，这些污染不仅影响农产品的生产环境，同时也造成农业资源的极大浪费。自动灌溉设备科学有效地开发、保护、利用农业资源是21世纪农业实现可持续发展的重要保证。