《水经注》的作者郦道元（466或472-527），生活于南北朝北魏时期，出生在范阳郡（今河北省涿州市境内）一个官宦世家，世袭永宁侯。少年时代喜爱游览，后来他做了官，就到各地游历，每到一地除参观名胜古迹外，还用心勘察水流地势，了解沿岸地理、地貌、土壤、气候，人民的生产生活，地域的变迁等。他发现古代的地理书《水经》，虽然对大小河流的来龙去脉准确记载，但由于时代更替，城邑兴衰，有些河流改道，名称也变了，但书上却未加以补充和说明，于是亲自给《水经》作注，取书名曰《水经注》。
《水经注》以《水经》所记水道为纲，《唐六典》注中称《水经》共载水道137条，而《水经注》则将支流等补充发展为1252条，注文达30万字。所记述的时间幅度上起先秦，下至南北朝当代，上下约2000年。它所包容的地理内容十分广泛，包括自然地理、人文地理、山川胜景、历史沿革、风俗习惯、人物掌故、神话故事等。《水经注》原有40卷，宋初已缺5卷，后人将其所余35卷，重新编定成40卷。由于多次传抄翻刻，错误之处较多，有些章节甚至难以辨读。明清时不少学者为研究《水经注》做了大量工作，订正了混淆的500余处，使其基本恢复了原来面貌。
《水经》是我国第一部记述水系的专著，作者和成书时间历来争议颇多。《隋书·经籍志》记载《水经》为郭璞注，《新唐书·艺文志》记载作者为桑钦，宋以后人的著作大多称为桑钦。此书简要记述了137条全国主要河流的水道情况。原文仅1万多字，记载相当简略，缺乏系统性，对水道的来龙去脉及流经地区的地理情况记载不够详细、具体。
明清以来，不少学者对郦道元的《水经注》进行了深入研究，被学界称之为“郦学”。郦学是中国最早、持续时间最长的研究学科。明清学者十分重视《水经注》，明代朱谋玮专门著述了《水经注笺》。乾隆十四年，全祖望始7校《水经注》；乾隆十七年，7校毕，可惜身后文稿散佚。王梓材、董沛再予以整理刊行问世。全祖望在五校本《题辞》曰：经文与注颇相似，故能相混。而不知熟玩之，则固判然不同也。乾隆三十年（1765）起，戴震开始研究《水经注》，至乾隆四十年（1775），三次校定《水经注》，补缺漏字2128字，删妄增字1448字，正臆改字3715字。1877年，杨守敬、熊会贞开始撰写《水经注疏》。1904年，杨守敬完成了郦学集大成之作——40卷本的《水经注疏》。
《水经注》有如此深远影响，这与郦道元的治学态度的认真是分不开的。为了著作此书，他搜集了大量文献资料，引书多达437种，辑录了汉魏金石碑刻多达350种左右，还采录了不少民间歌谣、谚语方言、传说故事等，并对所得各种资料进行认真的分析研究，亲自实地考察，寻访古迹，追本溯源，采取实事求是的科学态度。这本书实际上是我国北魏以前的古代地理总结，书中许多珍贵资料早已失传，不少人从中可以辑佚或校正一些古籍。