中国的沙漠地区，如柴达木、准噶尔、塔里木和河西走廊等，都是盆地结构，周围有积雪的高山。盆地里特别是靠近巨大山体的山麓地带，沉积了巨厚的松散沙砾物质，为地下水提供了良好的贮存条件。源自山区靠降水和冰雪融水补给的河流，在流注盆地后，河水除一部分消耗于蒸发外，大部分都渗漏到松散的地层中，以地下水的形式存在。经过几年来的水文地质勘测，证明中国沙漠地区的地下水资源是比较丰富的。例如，准噶尔盆地古尔班通古特沙漠的边缘地带，埋藏着丰富的潜水，而在中部沙漠下面的冲积、湖积层中，更有丰富的承压水，是一个巨大的自流水盆地，有“地下海”之称。塔里木盆地的塔克拉玛干沙漠和柴达木盆地沙漠地区，也都有丰富的潜水和深层承压水。承压水大都能自流，有的水头能高出地面几米到十几米；涌水量在每秒几公升到十几公升，高的可达100公升，每昼夜达万吨。水质较好，潜水的矿化度一般在0.3～3克/升左右。在巴丹吉林沙漠和乌兰布和沙漠地区，也都找到了大面积的地下淡水。据初步估算，仅西北和内蒙古西部与南部沙漠地区，可利用的地下水资源就有500亿立方米左右。这些地下水资源，特别是在地表水稀少而灌溉水源不足的地区，如能加以开发利用，对工农业的发展会具有相当大的作用。在中国沙区特别是新疆地区，利用地下水灌溉已有着悠久的历史。新疆各族人民在与干旱的长期斗争中，积累了丰富的经验，其中开挖坎儿井，利用地下水灌溉，就是最成功的创造。
坎儿井是一种在干旱沙漠地区取用地下水的地下渠道。修建这种地下引水暗渠，可汇集潜流，将深处地下水变为浅层地下水，在地形、地质有利的地段流出地面成为明渠，以供灌溉或饮用。坎儿井由直
井、地下渠道、地面渠道和涝坝（聚水的池塘）等部分组成（图12）。人们在修建地下渠道时把从每个直井口中挖出的砂石堆在井口外。从空中往下看，直井口就好象是出现在山前地带的一排排整齐的小火山锥。地面每隔20～30米即打一口直井与地下渠道相连，直井深度由引水处至出水口按一定坡降逐渐变浅，最深的可达数十米。坎儿井长度一般为3公里左右，最长达10公里以上。一般来说，坎儿井的进水渠道愈长，深入地下水面愈深，则井口出水量愈多。修建坎儿井时，要注意选择地面坡度大和与地下水坡度相差大的地面，这样不仅坎儿井的长度短，工程量小，而且水量也丰富。
坎儿井与其它灌溉方式相比较，有许多优点。它的结构简单，无须动力提灌设备；常年流水，水量稳定可靠；蒸发损失很少，水的利用率高。因此，坎儿井直到今天在农田水利中仍然得到广泛应用。在新疆、甘肃等省（区）都有坎儿井。据1973年统计，仅吐鲁番盆地就有坎儿井972条，总出水量达5.08亿立方米。
修筑坎儿井，虽然是中国干旱区利用地下水的有效方法，但只能截引第一个含水层上部的一部分水量，而更深层的地下水不能利用；同时，挖井工程量浩大，工效也低。因此只有因地制宜，采取多种开采形式，才能充分而有效地利用地下水。在这方面，有3种办法可以采用：①在潜水溢出带，可掏泉并开截水沟，汇集泉流，用于灌溉。在新疆地区，天然出露于冲积扇边缘带的地下水（泉水），是重要的灌溉水源。据初步统计，新疆平原区泉水总径流量近55亿立方米，其中平均流量在1立方米/秒以上的有33条，泉水的总利用量仅次于河水。对米泉县等地区来说，泉水的利用比河水还大。②打筒井或打子母井，开采潜水和浅层自流水。为保证水井有足够的出水量，还应在井的水面以下深挖3米以上，如遇较坚固的含水层地层，还可尽量挖深。③打机井，以汲取深层水，特别是承压水。