吐魯番盆地屬於暖溫帶乾旱荒漠氣候，作為中國降水量最少的地方，常年乾旱少雨，年平均降水量不到20毫米，且蒸發量遠超於降雨量。
土地表面蓄水極難，然而吐魯番的白葡萄和哈密瓜相當出名，滿坡的葡萄架層層疊疊，遠遠望去，宛如翡翠般嫩綠，被稱為中國的綠珍珠，這一切的最大功臣非坎兒井莫屬。
吐魯番盆地雖然常年乾旱少雨，但地下水資源豐富，其地下水主要源於天山的雪山融水，雪山融水經過地表沙爍向盆地內逐步滲透，最終形成地下水流，只是難以利用。
漢武帝時期，為了抗擊匈奴，大力開發西北地區，調集大量移民充實邊境，同時屯田修修渠，坎兒井由此誕生，據史記記載，最初是為了引洛河水灌溉大荔平原而開鑿龍首渠，但因依山而建的渠岸經常崩塌，堵塞渠道，古人便先在山上測出渠道要經過的路線，然後再從山上往山腹直接打井，再把各井打通，使之成為從山體內穿過的地下水渠，最終到達大荔平原。
隨著絲綢之路的日益繁盛和大批的移民遷入西部地區，這種井下引水的技術便逐漸傳入新疆。
但同樣作為水利灌溉工程，坎兒井的名氣並不大，秦始皇和萬里長城、隋煬帝和京杭大運河仿佛被貼上了標籤，而坎兒井正是與其並列的中國古代三大工程之一。
或許是漢武帝抗擊匈奴的功績太過耀眼，使人們忘記了正是漢武帝對西北地區的開發，才拉開了坎兒井這一偉大工程的序幕。
2000年來，聰慧的新疆人不斷完善這種水利灌溉模式，在山上每隔一定距離打上深淺不一的豎井，並與含水層上方挖一條平行暗渠，豎井與暗渠成連接狀態，由豎井將雪山融水引入暗渠，由暗渠將水流引入山下平原處的蓄水池，最終灌溉桑田，變荒漠為綠洲。
經漢武帝時期開發，直至上世紀五六十年代，坎兒井一直承擔著當地用水保障的重任，時至今日，由於荒漠化的迅速加劇以及其他原因，許多坎兒井已然荒廢，僅剩七百餘條，依然肩負著它的使命，坎兒井也許不會像都江堰一樣依舊造福一方，但它曾經的功績不應該被遺忘。