不需经过处理便可满足建筑物要求的地基称为天然地基。大多数水工建筑物规模大、自重大、承受荷载（水压力）大、地基面积大，要求地基不仅具有必要的承载能力、抗变形能力，而且必须满足不同等级的抗渗透能力要求，因此水工建筑物地基常常需要进行全面或局部处理。中国古代劳动人民很早就开始在水利工程和其他建筑工程中通过人工手段和使用外加材料改造天然地基。据考古发现，在距今七千多年前的浙江省河姆渡原始社会居住的遗址中，就有桩基的遗迹；在六七多年前的西安半坡村遗址有房屋地基被夯实的遗迹；两千多年以前先人们掌握了在软土中夯入碎石或打入木桩，以及利用灰土和三合土加固地基等技术。

水利工程地基处理可以分为覆盖层处理和岩基处理两大类。

覆盖层处理包括对软土地基的加固和透水地基的防渗，有些地基既要加固也要防渗。对软土地基的加固包括：采用适当的基础结构形式，对地基进行加固的方法有设置桩基础、沉井、防渗墙（地下连续墙）、垫座等；通过部分或全部改换地基土性质以加固地基的方法主要有开挖置换，碾压夯实，预压、排水、降水，注浆挤密，振冲挤密，水泥土搅拌桩，旋喷桩，土层锚杆等。对透水地基进行防渗处理的方法主要有设置灌浆帷幕、高喷灌浆防渗墙、深层搅拌桩防渗墙、各种槽孔型防渗墙（混凝土防渗墙、自凝灰浆或固化灰浆防渗墙）、桩柱式防渗墙，铺设土工膜等。地基的防渗处理除了“堵”的方法以外，经常还应辅以“排”的措施，即通过设置排水孔、减压井、排水沟、排水隧洞等工程措施，疏导、排除岩层中的渗透水，以降低渗透压力，提高建筑物的安全度。

岩石地基处理包括从整体上改善岩基的强度、刚度和防渗性能，以及对局部软弱破碎带的加固，常用的方法有水泥灌浆，化学灌浆，预应力锚固，以及对局部软弱岩带的开挖置换等。

水利工程地基处理通常具有的特点是：①直接关系建筑物的安危。统计资料表明，水工建筑物的失事，约有一半是由于地基失稳，或地基险情引发的。设计正确、施工质量好，坚固耐久的地基与基础工程可确保水工建筑物长期安全运行；反之，就会妨碍建筑物正常使用，甚至垮坝失事。②技术复杂，地质勘探工作应当尽量做细，重要或地质条件复杂的工程施工前常常需要进行现场施工试验，施工中应随时反馈地质信息，不断修正和完善设计和施工方案。③属于隐蔽工程，施工完成以后难以进行直观的质量检查和评定，应当特别重视施工过程质量的检查和控制。④不同的地基处理方案和施工工艺方法，对地层的适应性、效果、工期、造价差别很大，需进行技术经济比较再选择。⑤水工建筑物的地基处理常常利用枯水期施工，其上部建筑物需等待地基处理完成后方可施工，有时需交叉作业，工期紧迫，干扰大。⑥地基处理施工排弃的废水、废渣多，施工噪声大，对临近建筑物的震动大，应当尽量选择对环境污染小的工法工艺，并采取必要的环保措施。⑦地基处理在很大程度上属于经验技能，应当注重施工经验的积累和发挥有经验的工人和技术人员的作用。