提高水分利用效率的途径，虽然说干旱区的作物产量受制于水分，但是它们常常受到其它因子的强烈限制。作物的水分利用的潜力可以分解为四个部分，从不同的尺度来衡量，即潜在的水分供给，有多少水提供作物消耗；蒸腾与蒸散之比，或者蒸腾占水分供给之比；蒸腾效率（或者蒸腾系数），即光合与蒸腾之比，也就是多少水换取碳的交换效率；干物质转换成籽粒的效率（收获指数）。概括来说就是考察水分效率，可以从叶片尺度、冠层尺度、产量尺度等方面去衡量，其前提是该研究区域的水分供应量。

      研究作物在不同尺度上的水分利用效率，涉及许多学科。叶片尺度属于生理生态。冠层尺度属于生态学、小气候、农业气象；产量尺度属于农学和农业生态；水分供给属于农业水文学。所采用的方法不同。如叶片气体交换的观测、涡度相关观测（冠层）、蒸渗仪（生长期耗水）、流域水循环观测与模型等。