科学灌溉强调的是灌溉的科学性，在节水的基础上增加严格的科学依据，主要包含以下几个方面：（1）灌溉制度的科学性；(2)设计方案的科学性；(3)运行管理的科学性。
农作物的灌溉制度是指作物播种前（或水稻栽秧前）及全生育期内的灌水次数、每次的灌水日期和灌水定额。灌水定额是指一次灌水单位灌溉面积上的灌水量，各次灌水定额之和，叫灌溉定额。灌水定额和灌溉定额常以m3 /亩或mm表示，它是灌区规划及管理的重要依据。充分灌溉条件下的灌溉制度，是指灌溉供水能够充分满足作物各生育阶段的需水量要求而设计制定的灌溉制度。
对于新型节水灌溉而言，灌溉制度体主要体现在：灌水定额、灌水周期、一次灌水延续时间等内容。
设计灌水定额
以下式进行计算：
式中：m——设计灌水定额（mm）； γ——土壤容重（ｇ/m³ ）；P——土壤湿润比； H——计划湿润层深度；
θｍａｘ，θｍｉｎ—— 土壤适宜含水率上、下限； η——灌溉水利用系数。
设计灌水周期
表示的是灌溉的间隔时间，通常按照下式进行计算：
式中： Ｅａ——作物耗水强度（mm）。
一次灌水延续时间
指的是每次灌溉持续的时间，
式中：t ——每次灌水时间（H）；a——喷头行距（m）；（b）——喷头间距（m）；q ——灌水器出水量（L/H）。
采用测定土壤水分的仪器，可以更加科学地确定灌水延续时间。目前在工程上常用的仪器有电子土壤水分测试仪和张力计。
设计方案的科学性主要体现在灌区规划的合理性、管道选择的科学性、安装工程的严格性等方面。
灌区规划的合理性
灌溉系统的工作制度通常分为续灌和轮灌。续灌是对系统内的全部管道同时供水，即整个灌溉系统作为一个轮灌区同时灌水。其优点是灌水及时，运行时间短，便于其他管理操作的安排；缺点是干管流量大，工程投资高，设备利用率低，控制面积小。对于绝大多数灌溉系统，为减少工程投资，提高设备利用率，扩大灌溉面积，一般均采用轮灌的工作制度，即将支管划分为若干组，每组包括一个或多个
阀门，灌水时通过干管向各组轮流供水。
轮灌组划分的原则
1）轮灌组的数目应满足作物需水要求，同时使控制灌溉面积与水源的可供水量相协调；
2）对于手动、水泵供水且首部无衡压装置的系统，每个轮灌组的总流量尽可能一致或相近，以使水泵运行稳定，提高动力机和水泵的效率，降低能耗；
3） 同一轮灌组中，选用一种型号或性能相似的喷头，同时种植的草坪品种一致或对灌水的要求相近；
4） 为便于运行操作和管理，通常一个轮灌组所控制的范围最好连片集中。但自动灌溉控制系统不受此限制，而往往将同一轮灌组中的阀门分散布置，以最大限度地分散干管中的流量，减小管径，降低造价。
管道选择的科学性
管道的选择主要依据管道的过流量和管道的水力损失。管道水力计算包括计算管道水头损失和校核管道的实际工作压力。管道水头损失计算首先应该确定管道的流量，再根据系统的运行情况确定管道级别、管道的水力类型以及管道上出水口的出流形势，从而正确的进行水头损失计算。管道水力计算的另外一个重点是计算各级管道的工作压力大小、管路上的压力分布情况以及管道中的水力瞬变，用于校核管道压力和流量是否有关标准和规范的要求，是否满足系统运行安全的要求。
安装工程的严格性
系统施工安装的总的要求，应严格按设计进行。必须修改时应先争得设计单位的同意并经主管部门批准。涉及到有关建筑物的施工，应符合现行规范的要求，如《给排水建筑物施工及验收规范》、《地下防水工程施工及验收规范》等。
维护管理的科学性
在完成了科学的设计方案和严格的施工安装工作后，管理维护也是一项非常关键的工作，通过制定合理有效地管理制度，并严格地执行，也是科学灌溉系统运行必不可少的环节。主要体现在以下几个方面：（1）建立专人专管制度；选择懂技术的人员负责；（2）准确掌握系统的工作时间；（3）系统定期维护保养。
