坎儿井是我国各族劳动人民在长期生活中，为适应干旱地区的自然环境而造的一种地下水利工程。坎儿井引出了地下河水，使沙漠变成绿洲。坎儿井与万里长城、京杭大运河并称为中国古代三大工程，古称"井渠"。新疆的坎儿井主要分布在吐鲁番盆地、哈密和禾垒地区，尤以吐鲁番地区最多，计有千余条，如果连接起来，长达5000公里，所以有人称之为"地下运河"。"坎儿"即井穴，是当地人民吸收内地"井渠法"创造的，它是把盆地丰富的地下潜流水，通过人工开凿的地下渠道，引上地灌溉、使用。坎儿井由立井、暗渠、明渠三个部分组成，在盆地边缘由高向低打若干口立井，再将立井逐次从地下挖通边境成串，水便从地下引出地表。
      坎儿井之所以能在吐鲁番盆地北部的博格达山和西部的克拉乌成山，是因为每当夏季来临，就有大量的融雪和雨水流向盆地，当水流出山口后，很快渗入戈壁地下变为潜流。积聚日久，使戈壁下面含水层加厚，水储量大，为坎儿井提供了丰富的水源。吐鲁番大漠底下深处，砂砾石由粘土或钙质胶结，质地坚实，因此坎儿井挖好后不易坍塌。吐鲁番干旱酷热，水分蒸发量大，风季时尘沙漫天，往往风过沙停，水渠常被黄沙淹没；而坎儿井是由地下暗渠输水，不受季节、风沙影响，水分蒸发量小，流量稳定，可以常年自流灌溉。所以，坎儿井非常适合当地的自然条件。 
      坎儿井是一种结构巧妙的特殊灌溉系统。它由竖井、暗渠、明渠和涝坝（一种小型蓄水池）四部分组成。竖井的深度和井与井之间的距离，一般都是愈向上游竖井愈深，间距愈长，约有30至70米；愈往下游竖井愈浅，间距愈短，约有10到20米。竖井是为了通风和挖掘、修理坎儿井时提土用的。暗渠的出水口和地面的明渠连接，可以把几十米深处的地下水引到地面上来。 坎儿井的历史源远流长。汉代在今陕西关中就有挖掘地下窖井技术的创造，称"井渠法"。汉通西域后，塞外乏水且沙土较松易崩，就将"井渠法"取水方法传授给了当地人民，后经各族人民的辛勤劳作，逐渐趋于完善，发展为适合新疆条件的坎儿井。吐鲁番现存的坎儿井多为清代以来陆续兴建的。据史料记载，由于清政府的倡导和屯垦措施的采用，坎儿井曾得到大量发展。清末因坚决禁烟而遭贬并充军新疆的爱国大臣林则徐在吐鲁番时，对坎儿井大为赞赏。

       1845年（清道光二十五年）正月，林则徐赴天山以南覆勘垦地，途径吐鲁番县城，在当天的日记中写到："见沿途多土坑，询其名，曰'卡井'能引水横流者，由南而北，渐引渐高，水从土中穿穴而行，诚不可思议之事！" 坎儿井的清泉浇灌滋润吐鲁番的大地，使火洲戈壁变成绿洲粮田，生产出驰名中外的葡萄、瓜果和粮食、棉花、油料等。现在，尽管吐鲁番已新修大渠、水库，但是，坎儿井在现代化建设中仍发挥着生命之泉的特殊作用。