郑国渠是秦始皇时采纳韩国水利专家郑国的建议开凿的，自中山西瓠口（今陕西泾阳）引泾水东流，至今三原北会合浊水，利用浊水及石川河水道，再引流东经今富平、蒲城之南，注入洛水。渠长三百多里，“溉泽卤之地四万余顷”（灌溉面积约等于现在280万亩），使关中成为沃野，汉、魏时，为泾水流域主要的灌溉系统。
白渠始开凿于汉武帝时期，因是采用赵中大夫白公建议，故名白渠，亦称白公渠，位于郑国渠南。自谷口（今陕西礼泉东北）分泾水东南流，经高陵、栎阳（今镇东北），东至下邽（今镇东南），南注入渭水，长达200里，当时溉田四千五百余顷（约合今28万亩）。渠成，民得其利。
成国渠是汉武帝时开凿，自今陕西眉县东北的渭水北岸，引渭水东流，经今扶风南、武功、兴平、咸阳之北，至灞、渭会合处东注入渭水。三国时，魏国又征集民工自陈仓（今宝鸡市东）引汧水东流和汉成国渠相接，总称成国渠。
至唐，郑国渠、白渠和成国渠，因年久失修，泥沙淤积，已很难进行灌溉。唐建立以后，即派人对这些水渠进行修治，清除泥沙，重新疏通，恢复其灌溉作用。三渠共可溉田数万顷。此后，唐朝还不断派人检查，维修保护，使郑、白、成三渠，很好地发挥了灌溉作用。到唐德宗时期（780—804年），又组织人力在郑、白渠以南，另开辟了太白渠、南白渠和中白渠，通称“三白渠”，沿渠设置了28个斗门，控制水流和适时灌溉，三渠之间，还有支渠相连，总灌溉面积达万顷以上。成国渠也在咸通十二年（871年）加以重修，可以灌溉“武功、兴平、咸阳、高陵等县田二万余顷”[21]。