玛纳斯河灌区灌区位于新疆维吾尔自治区天山北麓干旱荒漠地区。该地年降水量115～200mm，年蒸发量1500～1900mm。灌区从玛纳斯河引水，水源来自天山融雪和降水。20世纪50年代开始兴建，70年代中期全部建成。工程建成后，建立了庞大的灌溉体系，有效控制了灌区土壤次生盐渍化，在亘古荒原上，开垦了21万hm2良田，提高了作物单产，改善了农业生态环境，绿洲面积不断增加。灌溉系统由防沙引水渠首（引水流量130m3/s）、4座梯级水电站（总装机5.7万kw），4座大中型平原水库（总库容4.25亿m3），400多座桥、涵、闸等渠系建筑物，以及总长1.7万km的干、支、斗、农渠道组成。年均引水量12亿m3，开采地下水1亿m3，年发电2.17亿kw•h。

灌区具有引、蓄、灌、排和水力发电等多种功能。在规划设计上有以下特点：弯道式引水枢纽和曲线形沉沙池，可以利用水流在弯道河段产生的横向环流作用，正面引水，侧面排沙，阻止了90%以上的推移质泥沙入渠；采用了干砌卵石、卵石灌浆、混凝土板、塑料薄膜、夯实黏土等渠道衬砌防渗措施；灌区下游采用明沟排水与竖井排水，防止土壤次生盐碱化；平原水库群拦蓄了冬季泉水、春季融雪水、夏季洪水和排沙水及对水力发电进行反调节，使流域水资源充分合理开发利用；总干渠上的水力发电站为灌溉期间抽取地下水提供了廉价动力。

灌区主要农作物为棉花、玉米、油料、甜菜、瓜类等。目前灌区粮食单产5506.5kg/hm2，棉花单产1500kg/hm2。