本分署隸屬經濟部水利署，為負責全國重大水利建設規劃與試驗之行政機關。在水利政策之利水與治水兩大方針指導下，推動水資源利用、河川防洪、排水整治、海岸防護及地下水保育等規劃業務，並透過地質材料調查、水工模型試驗作業，驗證重大水利建設規劃方案合適性，同時藉由自辦計畫研究，精進專業技術能力，將新技術及新概念導入規劃實務中。
機關內各業務科辦理主要工作：
(一) 技術研究與發展
臺美水資源技術合作計畫（附錄六號、附錄八號）、伏流水與地下水永續利用開發規劃、中央管流域整體改善與調適計畫新創研究補（捐）助、水利人員專業職能訓練、防水、洩水建造物檢查及碳管理人才培訓、多元溝通與業務宣導及ISMS資訊安全維護等。
(二) 水資源規劃研究
臺灣各區水資源經理計畫滾動檢討、桃竹苗與南部地區長期穩定供水方案、嘉義及高雄海淡廠工程興辦計畫、貢寮調整池水資源規劃、寶山第三水庫水文水源運用及工程初步規劃、大甲溪多元取水初步調查、後龍溪流域環境生態監測保育與地方溝通、臺灣南區及離島水資源運用調配分析模式與資料更新等。
(三) 河川治理規劃研究及海岸調查防護
中央管流域整體改善與調適計畫執行成果追蹤與精進策略研提、中央管流域生態調查成果整合及應用、中央管流域規劃參數檢討、中央管河川易致災河段二維水理模式建置、扣合公民共學參與與河川治理與管理的流域調適規劃機制、由下而上在地社群流域環境情報地圖銜接機制與共學、機器學習結合集水區數值模式於河川管理應用探討、八掌溪水系支流頭前溪(含支流牛稠埔坑溪)治理計畫、113年度基隆河通洪能力監測評估、自然解方應用於流域整體改善之操作建議與評估方法、建立與擴展自然解方案例解析探討、一般性海堤及中央管河口之暴潮位及延時分析檢討等。
(四) 區域排水規劃研究
高雄市淹水潛勢圖第三次更新、在地滯洪土地篩選與推動機制研究、嘉義平原地區在地滯洪區位擇定及評估探討、臺灣西南沿海低窪洪患村落防護能力提升探討、平原型社區承洪韌性規劃推動與培力研究、區域排水規劃作業參考手冊精進研究、出流管制技術手冊精進研究、逕流分擔技術與手冊精進研究、泥炭地種水保土先期研究、採低衝擊開發設施對出流管制量體之影響、淹水災情調查與事件評估探討等。
(五) 水工模型及大地試驗
大臺北防洪水工試驗模場更新及檢定驗證、濁水溪河口段束水攻砂長期穩定布置水工模型試驗、蘇澳溪分洪水工模型試驗、台北防洪水工模型試驗成果以實境技術展示、防洪構造物水槽基礎試驗及試驗水槽自動化精進、全臺各地下水區觀測井網水位資料自動化資料清理與補遺、流速儀校正實驗室及大地科學實驗室等業務。