יחידת המחקרים ברשות המים אחראית על ייזום, בחינה ובקרה של מחקרים וסקרים בתחומי משק המים. בכל שנה מפורסם "קול קורא למחקר" במסגרתו תומכת רשות המים במחקרים תלת שנתיים. יחידת המחקרים ממנה ועדות שיפוט מקצועיות ורפרנטים, מלווה את שלבי המחקר השונים ומרכזת את דוחות המחקר המוגשים ע"י החוקרים.תוצאות המחקרים מרוכזות בארכיון אגף המחקרים, מופצות באתר רשות המים ונשלחות לספריות של מוסדות המחקר. כמו כן, רשות המים משתפת פעולה עם גופים נוספים כגון משרד החקלאות וקק"ל למטרת מימון מחקרים בתחומי הקולחין, מים וקרקע.