Το εκπαιδευτικό και ερευνητικό έργο του Εργαστηρίου επικεντρώνεται κυρίως στα παρακάτω αντικείμενα:

• Αρδεύσεις και Στραγγίσεις που εστιάζουν σε έρευνα πεδίου και εργαστηριακές μελέτες για τις βασικές διαδικασίες της αρδευόμενης γεωργίας, και τις στραγγίσεις. Ειδικότερα στον υπολογισμό όλων των αναγκαίων παραμέτρων για την άρδευση/στράγγιση μιας καλλιεργούμενης περιοχής (υπολογισμό ειδικής παροχής άρδευσης/στράγγισης, συνολικές αρδευτικές ανάγκες, καθώς και δόση, εύρος και διάρκεια άρδευσης). Επιπρόσθετα, η άρδευση ακριβείας, η απόκριση καλλιεργειών στο νερό, η ελλειμματική άρδευση, η άρδευση με ύδατα χαμηλής ποιότητας αποτελούν, επίσης, σημαντικά ερευνητικά αντικείμενα.

• Φυσική εδάφους που ασχολείται με την κίνηση του νερού και των θρεπτικών στοιχείων κατά τις αρδεύσεις και στραγγίσεις, τις ροές μάζας και ενέργειας στην ακόρεστη και κορεσμένη εδαφική ζώνη, τη διαμόρφωση των κατατομών υγρασίας, αλάτων και άλλων ουσιών, τις φυσικές και υδραυλικές ιδιότητες των πορωδών μέσων κ.α.

• Εγγειοβελτιωτικά Έργα και Μηχανική των Αρδεύσεων που αναφέρονται στη σχεδίαση, ανάλυση, εκσυγχρονισμό, χρήση και διαχείριση, εγγειοβελτιωτικών έργων (έργα υδρομάστευσης και ταμίευσης, δίκτυα μεταφοράς και διανομής του αρδευτικού νερού, ανοικτών και κλειστών αγωγών, δίκτυα στράγγισης) και στον σχεδιασμό των συστημάτων άρδευσης στο αγροτεμάχιο (επιφανειακά συστήματα, συστήματα καταιονισμού και συστήματα μικρο-άρδευσης).

• Μικρομετεωρολογία που ασχολείται με τη μελέτη της επιρροής των μετεωρολογικών συνθηκών σε επίπεδο αγρού στην ανάπτυξη των φυτών, την εφαρμογή διαφόρων μεθόδων (μαθηματικά μοντέλα, τηλεπισκόπηση κ.α.) εκτίμησης της εξατμισοδιαπνοής στο πλαίσιο της γεωργίας ακριβείας, τον υπολογισμό των αναγκών των καλλιεργειών σε νερό, τις σχέσεις ατμόσφαιρας-εδάφους-φυτού, την επίδραση του μικροκλίματος στην γεωργία.

• Διαχείριση Υδατικών Πόρων που εστιάζει στο σχεδιασμό και στην λήψη των αποφάσεων για σύνθετα προβλήματα με τη χρήση της πληροφορικής και των τεχνολογιών πληροφορικής (IT), Συστημάτων Υποστήριξης Αποφάσεων (DSS), έξυπνα συστήματα υδάτων (smart water systems), Ολοκληρωμένης Διαχείρισης ποτάμιων λεκανών, Διαχείρισης πλημμυρών και λειψυδριών, Διαχείρισης έργων υποδομής υδατικών πόρων, Διαχείρισης διασυνοριακών υδάτων, ανάλυσης αβεβαιότητας και επικινδυνότητας (Risk management), και ολοκληρωμένης αξιολόγησης υδρολογικών, οικολογικών και κοινωνικο-οικονομικών επιπτώσεων.

• Ποιότητα Υδάτων και Περιβαλλοντική Υδρολογία που ασχολείται ιδιαίτερα με την ποιότητα και την κίνηση των ρύπων στα επιφανειακά (απορροής, ποταμών, λιμνών, κλπ.) και τα υπόγεια ύδατα (κορεσμένη και ακόρεστη ζώνη), και την προστασία της ποιότητας του αρδευτικού νερού.

• Υδρολογία. Η Επιφανειακή υδρολογία που περιλαμβάνει την ανάλυση και τη μοντελοποίηση των υδρολογικών διαδικασιών, όπως η βροχόπτωση, η απορροή, η εξάτμιση, η διήθηση κ.α., την κίνηση του ύδατος στην επιφάνεια του μορφολογικού αναγλύφου, καθώς και τον υδρολογικό σχεδιασμό για έργα αξιοποίησης των υδατικών αποθεμάτων και έργα προστασίας από υδρολογικούς κινδύνους. Η Στατιστική Υδρολογία αποτελεί, επίσης, σημαντικό ερευνητικό πεδίο. Τέλος, η Υπόγεια υδρολογία που εστιάζει στη ροή σε υδροπερατούς σχηματισμούς, στην ανάλυση, μοντελοποίηση και παρακολούθηση των υπόγειων υδάτων για την αειφόρο χρήση τους (φρέατα, γεωτρήσεις, κ.α.).

• Υδραυλική που αναπτύσσει τις γενικές αρχές ροής του νερού, και περιλαμβάνει τη μηχανική των ρευστών, την ανάλυση της ροής του νερού σε υδραυλικές κατασκευές (θυρίδες , υπερχειλιστές, επιστόμια και άλλα), μεθόδους μέτρησης παροχής, τη ροή του νερού με ελεύθερη επιφάνεια σε ανοικτούς αγωγούς – κατατομές ελεύθερης επιφάνειας σε μόνιμες και μη μόνιμες ροές,  τη ροή υπό πίεση σε κλειστούς αγωγούς – ανάλυση των κατατομών πίεσης, το τυρβώδες κ.α. Τέλος, με τον σχεδιασμό και τη μελέτη υδραυλικών έργων όπως φραγμάτων, αντιπλημμυρικών, κ.α.