作物对水的需求和反应的性能。它是作物本身生物学特性与环境因素综合作用的表征。

作物对水分的需要比对其他养料的需要量大得多。因为作物吸收的养料大部分被作物保存下来，而作物通过根系吸收的水分，只有很少一部分用来进行光合作用和形成有机体，绝大部分通过蒸腾作用散发到大气中去。例如一株玉米在其一生中要消耗200 kg左右的水，而所形成的干物质只有0.7 kg左右，植物形成1 g干物质所需的蒸腾水量（以g计）称为蒸腾系数。各种作物的蒸腾系数值不同，大多在100～800范围内。蒸腾系数愈大，表明消耗的水量愈多，作物利用水的效率愈低；反之，利用水的效率就高。

除了通过植株蒸腾消耗大量水外，还有植株间的土壤蒸发也需消耗大量的水。土壤蒸发量与植株蒸腾量之和称为蒸发蒸腾量，简称为腾发量，又称蒸散发量。作物腾发量的变化很大，其影响因素有气象条件（太阳辐射、温度、湿度、风速和气压等），土壤性质，作物种类和品种特征以及农业技术措施等。这些因素对作物腾发量的影响是相互联系、错综复杂的。作物腾发量，在干旱年比湿润年多；在干旱、半干旱地区比湿润地区多；作物生育期长的比生育期短的多；耕作粗放、管理水平低的比耕作精细、管理水平高的多（参见作物需水量）。就同一作物的日腾发量而言，一般是幼苗期小，随着生长发育的进程和叶面积系数（绿叶面积与土地面积的比值）的增大而日益增大，进入成熟期后又有所下降。在腾发量中，蒸腾量和蒸发量有互为消长的趋势。幼苗期作物叶面积系数小，地面裸露大，以土壤蒸发为主。以后随着叶面积系数的增大和裸露地面的减小，蒸腾增多而蒸发减少。直到进入成熟期后，由于叶面积系数减小和作物生理机能的降低，蒸腾又有所减少而蒸发则有所增多。大多数作物全生育期的腾发量中，植株蒸腾占60%～70%，土壤蒸发占30%～40%。

由于作物全生育期各阶段蒸腾量不同，各阶段的需水量差异很大，一般在植株生长最旺盛、叶面积系数最大的时期需水量最多（参见作物需水高峰期）。作物全生育期各阶段对缺水的敏感程度也不同，例如水稻、小麦和棉花等作物在由营养生长向生殖生长过渡的时期，对缺水最敏感（参见作物需水临界期）。

作物全生育期中要求土壤有适宜的土壤水分，以满足作物生理需水和生态需水。土壤水分过多，则造成通气不良，作物根系呼吸困难，并使土壤环境恶化；土壤水分不足，则造成作物水分亏缺甚至遭受旱害。二者都会引起作物生长发育失常和减产甚至失收。旱作物生长发育对土壤水分有一定的要求，一般以田间持水量的60%～80%为宜。水稻由于植株内具有发达的通气组织，故能在田面有水层的土壤中生长，但如长期保持田面有水层，也会抑制水稻的生育和恶化土壤环境（参见水稻灌溉）。

作物不同生育期的灌溉水的质量也有不同的反应。当灌溉水中可溶性盐分含量过多时，会使土壤水势大大降低，造成根系吸水困难甚至反渗。一般要求灌溉水中可溶性盐分的全盐量应小于0.2%～0.3%，以含碳酸钠为主的灌溉水含盐量则应小于0.1%。城市生活污水和工矿废水中常含有各种对作物有害的物质，在引用前必须进行化验和处理，使之符合GB 5084—92《农田灌溉水质标准》后才能用于灌溉。

作物对水温也有不同的需水特性。一般作物春秋季灌溉水温不宜低于10～15 ℃；夏季水温不宜低于15～20 ℃，不宜高于37～40 ℃。当灌溉水源的水温过低或过高时，应采取适当的措施加以调节。