استفاده از فناوری نانو در افزایش راندمان مصرف آب، اصلاح خصوصیات خاک از جمله ظرفیت نگهداری آب در خاک، ساخت سوپر جاذب ها، کاهش خوردگی و زبری جدار لوله ها در سیستمهای آبیاری تحت فشار، ساخت قطره چکان های نسل جدید با قابلیت تنظیم دقیق فشار آب از جمله کاربردهای این فناوری در زمینه مسائل آب در بخش علوم و مهندسی آبیاری می باشد. برای اینکه آبیاری در اراضی کشاورزی به صورت کنترل شده صورت گیرد سامانه هوشمند آبیاری مزارع با استفاده از نانو حسگرها تولید شده است. در این سیستم، در کنار هر درخت سنسوری نصب می شود که با اندازه گیری میزان رطوبت خاک فرامینی را برای این سامانه صادر می کند و بر اساس میزان رطوبت خاک، دریچه ها باز و آبیاری انجام می شود.
استفاده از فناوری نانو برای تولید قطره چکان های تنظیم کننده فشار و مقاوم به نفوذ ریشه، لوله های پلاستیکی تراوا و لوله های رسی، از مهمترین دستاوردهای فناوری نانو در علم آبیاری می باشند که با استفاده از آنها راندمان آبیاری از ۳۰-۴۰ درصد به ۹۲-۹۳ درصد افزایش می یابد. با توجه به اینکه درصدی از منابع آبی کشور در بخش کشاورزی مصرف می شود و با وجود خشکسالی های پی در پی، دستیابی به این میزان افزایش در راندمان مصرف آب می تواند کمک انکار ناپذیری برای خروج از بحران آب در پی داشته باشد. در این زمینه استفاده از یک هسته نانویی برای آمیخته شدن پلاستیک و علف کش هنگام ساخت لوله های پلاستیکی سبب شده است که از تجمیع ریشه و شکسته شدن لوله هنگام استفاده از آن در آبیاری زیرزمینی جلوگیری شود. امروزه فناوری نانو علاوه بر اصلاح انواع محصولات کشاورزی در مقابل تنش های گرمایی، بیماری ها و آفات، می تواند آنها را در مقابل خشکسالی نیز مقاوم سازد. از آنجاییکه ۹۵ درصد از آب های موجود در جهان را آب های نامتعارف تشکیل می دهد، فیلترهای نانو در کشاورزی و برای استفاده در آبیاری مزارع نیز می تواند به کار برده شود نانوفیبرهایی اکسید آلومینیم با اندازه های ۲ نانومتر، قادرند ویروس ها، باکتریها و کیستها را در آب از بین ببرند.