曲靖灌区位于云南省东部，其地理坐标为东经102°56'～104°14'，北纬24°45'～25°55'之间，属南盘江的上游即珠江的源头地区，距云南省省会昆明市约138km，素有入滇门户之称。南盘江发源于灌区上游的马雄山，干流自东北向西南贯穿整个灌区。灌区自北向南分别由松林、沾曲和陆良几个盆地(云南俗称坝子)组成，呈串珠状镶嵌于南盘江上游河段上。为高原河谷与盆地相间的地貌，盆地四周群山环抱。整个灌区总耕地面积为105.12万亩，设计灌溉面积为84.39万亩。其范围主要由几个盆地及盆地边缘的二级阶地及缓坡地组成。整个灌区行政上隶属曲靖市管辖，地跨沾益、麒麟和陆良三县(区)。
灌区地势北高南低，东西高中部低，南盘江贯穿整个灌区。山脉、河流、盆地均近北南向展布，与构造方向一致，灌区高程在1965～1800m之间。
南盘江是珠江的主源，发源于云南省曲靖市西北部马雄山东南麓。从源头开始由北向南流经沾益、曲靖、陆良后转西南到路南、宜良、开远，再转东和东北方向进入峡谷，经师宗、罗平县境边缘到三江口，与支流黄泥河交汇后流出云南境内，南盘江流域面积4.32万km2，干流河长908.72km，其中在云南省境内长667km。南盘江干流习惯上分上、中、下三段：即源头至宜良高古马称上段，河长266.75km;从宜良高古马至开远市泸江口称中段，河长157.14km。开远市泸江口至贵州省蔗香(即双江口)称下段，河长484.83km。
灌区内各支流发源于盆地四周的群山之间，受地质构造的影响，灌区西部水系发育，而灌区东部多为灰岩地区，水系不甚发育，坝区多为湖积平地。沾曲坝子部分地段河高田低，陆良坝区核心地带上世纪初为沼泽地带，称中原泽，经炸滩疏通南盘江后才辟为耕地。灌区内主要支流有：白浪河、西河、白石江、潇湘江、龙潭河、板桥河、芳华河、阎芳河、麦子河、永清河等，呈树枝状分布，支流多发育于南盘江的西岸。干支流均为灌区主要灌溉水源。
整个灌区从北到南呈长条形，灌区各坝子从上游至下游逐步开阔，即松林盆地最小，沾曲盆地次之，陆良盆地最大。灌区南北长100km，东西宽8～15km。灌区耕地除集中、连片、平坦的坝子外，还包括盆地边缘的二级阶地和山坡地。如曲靖坝子的西山片、陆良尾部的大莫古等地，这些地方地势较高，地形起伏，长期以来一直是解决灌溉问题的难点地区。
灌区内土地肥沃连片，气候温和，适宜种植多种粮食及经济作物。 其中粮食作物有水稻、玉米、小麦、蚕豆、洋芋等，粮食产量在云南省占有重要地位，俗有“滇中粮仓”之称。曲靖灌区是我省商品粮、烤烟、生猪、蚕桑、蔬菜、花卉生产基地之一，同时还是云南省的汽车制造、烟草、轻纺、化工、能源、有色金属生产基地之一，是曲靖市政治、经济、文化的中心。
目前灌区内已兴建了花山、白浪、西河、潇湘、水城、莲花田、永清、麦子河、板桥、响水坝、古宁等11座中型水库，27件小(一)型水库，94件小(二)型水库及塘堰427件，水利工程的总可供水量为52101.9万m3。
曲靖灌区节水续建配套工程自1997年被国家立项以来，截止2014年底，续建配套建设共完成干、支渠改造274.81km，有效灌溉面积由原来1997年的52.45万亩提高到67.2万亩，提高了农业综合生产能力, 促进了灌区经济的发展。但灌区工程不配套，年久失修的现象依然比较突出，且田间渠系配套不完善。老化渗漏、坍塌严重，急需国家继续给予资金扶持，力争二0二0年完成曲靖大型灌区续建配套和节水改造的任务目标要求。