新疆的坎儿井被认为是中国古代的三大工程之一，由于在新疆吐鲁番的独特地形区，坎儿井正好适用于这样的环境，其工作原理其实也十分简单，坎儿井也成为吐鲁番地区主要的水资源的来源，关于坎儿井的起源有很多种的说法，有说是国外传入，有说是国内传入，有说是自创的，各路学者对于这个问题也是持有各自不同的看法。
坎儿井是“井穴”的意思，早在《史记》中便有记载，时称“井渠”，而新疆维吾尔语则称之为“坎儿孜”。坎儿井是荒漠地区一特殊灌溉系统，普遍于中国新疆吐鲁番地区。坎儿井与万里长城、京杭大运河并称为中国古代三大工程。吐鲁番的坎儿井总数达1100多条，全长约5000公里。坎儿井是开发利用地下水的一种很古老式的水平集水建筑物，适用于山麓、冲积扇缘地带，主要是用于截取地下潜水来进行农田灌溉和居民用水。
这种说法主要是认为坎儿井是17实际由波斯传入新疆，主要证据是远在1780年波斯人苏里曼来到吐鲁番修筑砖塔可以为证，但这种说法也存在一定问题，在访问当地五星公社老坎儿匠阿休木的时候，他认为早在400多年前就有坎儿井了。
这种学说主要认为坎儿井是由今陕西大荔经敦煌传入新疆白龙堆沙漠地区，然后传入吐鲁番的，主要是依据史料记载，汉武帝时期陕西就有井渠，此外西汉攻打大宛时当地人并不会凿井，元朝以前也没有坎儿井的记载，直到元朝刘郁所写的“西使记”才有了“井渠”的记载为证，说明国内早有井渠结构，中亚很晚才有水井。
自创说主要认为坎儿井是当地各族劳动人民在发展农业生产与干旱作斗争中，经过实践逐步创造而成的，因为干旱的自然环境，地面水源十分缺乏，迫使人们必须重视地下水源的开发利用才能保证生产和生活要求，而在天山南北其他地区则在这方面没有吐鲁番突出，同时也没有像吐鲁番地区地面坡度这样峻陡，有利于用坎儿井的方式开采利用地下水。
坎儿井的基本工程结构由竖井、暗渠、出水口、明渠和蓄水池等部分和谐的组合在一起。通常一条坎儿井有几个到几百个竖井。最浅的达1米，最深的可达到120米。离出水口最近的第一口竖井是最浅的，在水源处挖掘的竖井是最深的。坎儿井竖井的作用：挖掘暗渠时将泥土提到地面，通风和采光，确定暗渠的走向，为坎儿井匠和维修人员上下暗渠提供升降通道，为暗渠劳作者提供生产、生活用品，升降各种工具等。绝不是误传的只 “为提取饮用水专用”。
暗渠是将地下含水层的浅层水引出地面的主要工程。坎儿井的暗渠分为积水段和输水段两个部分。坎儿井暗渠的水源可分为田间渗漏和直接引出地下水两种。坎儿井暗渠的长度最长可达十几千米，最短也就几十米或几米。出水口是坎儿井水从暗渠流出地面的部分。也就是说由于地形坡度大于暗渠流水坡度，而并行延伸的两条线相互自然交叉形成出水口。
明渠是指坎儿井出水口到涝坝（蓄水池）的部分，明渠的作用是将从出水口流出的水输送到涝坝或农田。坎儿井明渠长短不一，有的刚从出水口流出地面就流入涝坝，有的长度也有几千米。坎儿井明渠的长度一般100～500米不等。
坎儿井涝坝也有人叫做蓄水池。坎儿井涝坝是根据坎儿井的水量定期蓄水、升温、集中灌溉的调节工程。坎儿井涝坝周围常常绿荫葱葱，吸引各种生物，改善村庄小生态环境，解决人类生活用水和牲畜饮水。坎儿井涝坝的工程施工一般就是挖掘长度为30米左右，宽度为20米左右，深度为1.5～2米左右，将土方堆积到边沿夯实，形成简单的口袋式土坝，再在下游做出带有溢水口、出水闸等设施的水坝。
