南水北调的源头分三处。
东线源头是江苏扬州江都水利枢纽，中线源头是汉江中上游丹江口水库，“南水北调”即“南水北调工程”，是中华人民共和国的战略性工程，分东、中、西三条线路，东线工程从长江下游扬州抽引长江水，利用京杭大运河及与其平行的河道逐级提水北送，并连接起调蓄作用的洪泽湖、骆马湖、南四湖、东平湖。
出东平湖后分两路输水：一路向北，在位山附近经隧洞穿过黄河，另一路向东，通过胶东地区输水干线经济南输水到烟台、威海，东线工程开工最早，并且有现成输水道，南水北调的中线工程，水源70%从汉江流域汇聚至丹江口水库，由丹江口大坝加高后扩容的丹江口水库调水，从河南南阳的淅川陶岔渠首闸出水，河南沿豫西南唐白河流域西侧过长江流域与淮河流域的分水岭方城垭口后，经黄淮海平原西部边缘，在郑州以西孤柏嘴处穿过黄河，继续沿京广铁路西侧北上，可基本自流到终点北京。
