本處灌區位於臺灣西北部，即桃園縣境內桃園、中壢一帶，俗稱桃園台地，地勢自東南向西北傾斜與臺灣海峽相界，由東南部高亢地勢，以1%坡度向西北沿海延伸，區內河流短促，雨水貯留時間甚短，可能引用之水源有限，一向為看天種植之常旱田地，僅靠於台地傾斜起伏處鑿地築池，利用天然雨水貯存以供灌溉，因此當時台地上可耕地面積約有27,000公傾，而埤池占地卻廣達8,000餘公頃，尤其大小不一，數量達一萬餘處，可謂埤池星羅棋佈，處處可見，形成本地區之特色。然因受氣候雨量之影響，灌溉用水仍然不足，無法達到二期作之目標，如逢久旱，水源枯竭，稻禾枯萎，池底龜裂，農民苦不堪言，部分耕地因而轉種甘藷、茶樹，甚至任其荒無，地方農民殷切需求穩定水源之水利建設。隨著石門水庫的興建、桃園大圳的修築及灌區內池塘之整建，整合成一個完善的灌溉水路系統，讓看天田變成良田。
按照臺灣農業氣候分區，本地區位處北部，屬於亞熱帶之濕熱氣候，全年均適宜作物生長，平均溫度為攝氏21度，夏季長而溫度高，平均達攝氏27.6度，冬季短而溫度略低，平均僅攝氏15度。根據統計，平均年兩量達2,000公厘左右，雨量在季節分配上，夏季雖較冬季為多，但冬季並不過分乾旱，以本區水稻生長期即每年2月至10月，9個月期間可能利用之有效雨量率約達20%以上。區內耕地土壤粘質壤土所占土比例最高，約為39%，砂質壤土則占26%，輕粘土再次之約占18.6%，砂質粘壤土最少，僅占16.4%。
灌溉水源主要由桃園大圳、光復圳、大漢溪流域及各貯水池、河水堰組成。
本灌區全為兩期稻作種植一般第一期作應在每年「清明」以前完成插秧，本田灌溉日數約需120天，第二期作則應在每年「立秋」前插秧完成，本田灌溉日數約110天，田間需水量為2,000公厘之水深（即每公頃20,000立方公尺之水量），於每期稻作灌溉開始前，由本處按照各地區之土壤狀況、耕種情形及貯水池蓄水量、河水堰流量、石門水庫放水量、或其他水源情形與過去各地區用水量、水路輸水損失量、灌溉期距、放水斷水時間等，擬訂初步輪灌計畫，分別交由各地工作站及水利小組開會商討，決定配水計畫。
進水口以下幹支分線、河水堰、貯水池等之引水、放水。由水路管理員負責。輪區水門之水量調節，由灌溉管理員負責。各單區之配水與田間灌溉，由水利小組負責。