生态水工材料学科跨水利工程材料与生态学两个领域。

大多数水利工程在改造自然的同时，也将在不同程度上破坏自然长期演变而成的生态环境平衡，即对生态环境影响既有有利的一面，也有不利的一面。不利的影响如降低生物多样性等。自20世纪70年代以来，随着生态学的发展和应用，人们对于水利工程建设有了新的认识。水利工程除了要满足经济社会的发展需求以外，还需满足维护生态系统可持续性及生物多样性的需求，因此相应发展形成了生态水利工程技术和理论，其中作为构筑水利工程的物质基础，水工结构物的基本单元—生态水工材料—水工材料性能发展与变革对水工结构及其施工工艺起着至关重要的作用，生态水工材料由此应运而生。

生态水工材料涉及范围广，其中包括水工混凝土材料、高分子聚合物材料、金属材料以及水生态保护和修复用新材料等。生态水工材料的特性主要有：①节约能源；②节约资源；③可重复使用；④可循环再生；⑤生物安全性；⑥可替代有毒、有害材料；⑦具有环境清洁、治理功能；⑧具有良好的环境适应性及自行修复功能；⑨仿天然、仿生态。

传统河道治理选择的水工材料多为硬质材料，这些材料尽管其抗冲刷能力较强，但却使河道丧失了天然特性，截断水、土之间的物质互相交换，水生植物无法生长，水生动物失去栖息及避难场所，会破坏水生态系统，降低河道自净能力。生态水工材料应用于河道治理工程中，在满足河道边坡稳定及抗冲刷的要求、保障水工程安全的前提下，还需实现岸坡水土交换、水生植物生长、水生动物栖息和自然景观的功能。常见的生态水工材料有：

由经特殊处理的低碳钢丝编织成六边形双绞合钢丝网组合成的箱笼充填石料形成整体结构，主要用作河道、岸坡护坡。石料间孔隙保证了水土、动植物、微生物间联系，水生植物可在其间茂密生长，植物根须可紧缚土壤，能够增强抗洪能力、稳定岸坡及延长石笼使用寿命。

采用特殊级配的集料和胶凝材料制成的多孔混凝土，具有蜂窝状结构及多孔连续的特征，植物能在其中生长，有良好的透水、透气性。植被型生态混凝土具有防波浪冲刷、自然排水透水（反滤）以及实现植物生长（生态）、自然净化水质等促进自然生态环境以及营造城市景观等突出的优点。以生态混凝土为技术载体，进一步衍生出生态鱼巢砖、植物生长砖等其他生态水工材料。

在无纺布加工而成的袋子内填充植物生长的营养土而成。生态袋透水不透土，既能防止填充物流失，又能实现水分在土壤中的正常交流。生态袋相互连接形成稳定岸坡，植物根茎能穿透袋体生长，根系进入基础土壤中，有效解决了植物护坡的结构稳定性。

新型生态环保水工防渗材料，由两层土工织物（一层有纺土工布、一层无纺土工布）包裹钠基膨润土颗粒，经针刺复合而成的毯状材料。具有高防渗、强自愈、耐根刺、优环保、易施工等优点，在保证防渗的同时兼顾水生动、植物生长，保护水系生态环境，成为可替代天然黏土防渗的最佳材料。

在日本农田灌排沟渠中应用广泛，生态效果良好，应用仿生学原理，利用内壁褶皱的塑料波纹管模拟自然鱼类洄游的断面，为鱼类提供既可溯流、又可休息的环境。

在采用聚氨酯涂装的发泡聚苯乙烯制成的轻质、耐用的浮体上种植水生植物，利用植物根系作用去除污水中含氮、磷污染物，形成植物—微生物—动物共生体，在河流富营养化问题的治理上得到广泛应用。

基于仿生学原理，利用比表面积大、耐污、耐腐蚀、柔性强的人工立体弹性材料模仿水生植物，布置于河道中，以河道中原有的天然生物菌群为种源，在填料表面经过生物富集形成生物膜，通过接触氧化作用净化水体。