เขื่อนที่สร้างปิดกั้นลำน้ำธรรมชาติ ระหว่างหุบเขาหรือเนินสูง เพื่อกักกั้นน้ำที่มีไหลมามากในฤดูฝนเก็บไว้ทางด้านเหนือเขื่อน ทำให้เกิดเป็นอ่างเก็บน้ำขนาดต่างๆ เรียกว่า "เขื่อนเก็บกักน้ำ" น้ำที่เก็บกักไว้นี้จะนำออกมาทางอาคารที่ตัวเขื่อนได้ทุกเวลาที่ต้องการ โดยอาจระบายลงไปตามลำน้ำให้แก่เขื่อนทดน้ำที่สร้างอยู่ทางตอนล่าง หรืออาจส่งเข้าคลองส่งน้ำ สำหรับโครงการชลประทานที่มีคลองส่งน้ำรับน้ำจากเขื่อนเก็บกักนั้นโดยตรง
เขื่อนเก็บกักน้ำจะต้องสร้างทางบริเวณด้านเหนือของโครงการชลประทานเสมอ ทำเลที่จะเหมาะสำหรับการสร้างเขื่อนเก็บกักน้ำ มักจะมีเนินสูง หรือเนินเขาสองข้างลำน้ำอยู่ใกล้กันมากที่สุด ซึ่งขนาดความสูงของเขื่อนจะกำหนดตามปริมาตรของน้ำที่ต้องการจะเก็บกักไว้ โดยจะต้องพิจารณาให้เหมาะสมกับปริมาณน้ำเฉลี่ยทั้งปีที่ไหลลงมาตามลำน้ำ รวมทั้งจำนวนน้ำที่พื้นที่เพาะปลูกทั้งหมดในเขตโครงการชลประทานนั้นจะต้องการใช้ในแต่ละปีด้วย
เขื่อนเก็บกักน้ำที่สร้างกันโดยทั่วไป มีหลายประเภทหลายขนาดแตกต่างกัน เขื่อนเก็บกักน้ำขนาดใหญ่บางแห่งอาจจะให้ประโยชน์ได้หลายด้าน เช่น การผลิตไฟฟ้า การชลประทานการคมนาคม การบรรเทาอุทกภัย และการเพาะเลี้ยงปลาในอ่างเก็บน้ำ เป็นต้น ซึ่งเรียกว่า "เขื่อนอเนกประสงค์" ได้แก่เขื่อนภูมิพล ที่จังหวัดตาก เขื่อนสิริกิติ์ ที่จังหวัดอุตรดิตถ์ และเขื่อนอุบลรัตน์ ที่จังหวัดขอนแก่น เป็นต้น
สำหรับวัสดุที่จะใช้ในการก่อสร้างเขื่อนเก็บกักน้ำนั้นสามารถสร้างได้ด้วยวัสดุประเภทต่างๆ เช่น คอนกรีตล้วนคอนกรีตเสริมเหล็ก ดินและหินถมอัดแน่น เป็นต้น เขื่อนเก็บกักน้ำทุกแห่งที่สร้างขึ้นจะกำหนดหรือเลือกให้เป็นเขื่อนประเภทใดนั้น ส่วนใหญ่จะต้องพิจารณาให้เหมาะสมกับสภาพของฐานราก สภาพของภูมิประเทศที่เขื่อนนั้นตั้งอยู่ ตลอดจนชนิดและจำนวนของวัสดุที่จะมีให้ใช้ก่อสร้างได้ โดยเขื่อนจะต้องมีทั้งความมั่นคงแข็งแรง และมีราคาถูกที่สุด
เป็นเขื่อนที่สร้างขึ้นโดยการนำเอาดินมาบดอัดให้แน่นด้วยเครื่องจักรกลหรือแรงคน เขื่อนดินจะมีลักษณะทึบน้ำหรือน้ำซึมผ่านเขื่อนได้ยาก และมีความมั่นคงแข็งแรงเช่นเดียวกับเขื่อนคอนกรีต
เรานิยมสร้างเขื่อนดินเป็นเขื่อนเก็บกักน้ำ เพราะสามารถสร้างบนฐานรากได้เกือบทุกประเภท ไม่ว่าฐานรากนั้นจะเป็นหินกรวด ทราย หรือดินที่ไม่เหมาะสำหรับเขื่อนคอนกรีตเขื่อนคอน-กรีต เขื่อนดินส่วนมากจะมีราคาถูก เพราะใช้วัสดุก่อสร้างที่มีอยู่ในบริเวณที่สร้างเขื่อนและบริเวณใกล้เคียงเป็นส่วนใหญ่ ดังนั้น จึงไม่ต้องขนส่งวัสดุก่อสร้างมาจากที่อื่นมากเหมือนกับการสร้างเขื่อนคอนกรีต
เขื่อนดินบางแห่งสร้างด้วยดินที่มีลักษณะค่อนข้างเหมือนกันทั้งเขื่อน โดยใช้ดินที่มีดินเหนียวผสมอยู่ด้วย เพื่อให้ตัวเขื่อนมีความทึบน้ำหรือน้ำซึมผ่านได้ยาก แต่มีเขื่อนดินบางแห่งไม่ใช้ดินชนิดเดียวกันสร้าง แต่จะสร้างด้วยดินทึบน้ำที่มีดินเหนียวผสมไว้ตรงกลาง แล้วหุ้มทับด้วยทราย กรวด และหินขนาดเล็กใหญ่ ให้เป็นเปลือกหุ้มอยู่ด้านนอกทั้งสองด้าน เพื่อทำหน้าที่เพิ่มน้ำหนักให้แก่เขื่อน และป้องกันดินส่วนตรงกลางไว้การจะเลือกสร้างเขื่อนด้วยดินและวัสดุประเภทใดนั้น ต้องขึ้นอยู่กับการวิเคราะห์ในด้านวิศวกรรมเกี่ยวกับความมั่นคงแข็งแรงตลอดจนปริมาณ และชนิดของวัสดุที่จะมีให้ใช้บริเวณนั้นเป็นหลักสำคัญ
ในการวางโครงการและการออกแบบเขื่อนดิน มีหลักเกณฑ์ทางด้านวิศวกรรมที่ใช้ยึดเป็นแนวปฏิบัติ คือ เขื่อนจะต้องมีความปลอดภัย จากการที่น้ำไม่สามารถล้นข้ามสันเขื่อนได้ โดยการจัดสร้างอาคารระบายน้ำล้นไว้ที่เขื่อน หรือที่บริเวณใกล้เคียง ให้มีความสามารถในการระบายน้ำได้มากเพียงพอ สำหรับควบคุมระดับน้ำในอ่างเก็บน้ำไม่ให้สูงจนล้นข้ามสันเขื่อน ตัวเขื่อนจะต้องมีความลาดเทของลาดเขื่อนทั้งสองด้านที่มั่นคงแข็งแรง โดยไม่เลื่อนลง ทั้งในระยะที่เพิ่งสร้างเสร็จใหม่ๆ ยังไม่ได้เก็บกักน้ำ ในระหว่างเก็บกักน้ำไว้สูงเต็มที่ และในระหว่างที่น้ำในอ่างเก็บน้ำลดระดับลงอย่างรวดเร็วด้วย
ส่วนในด้านที่เกี่ยวกับฐานรากของเขื่อน จะต้องไม่ให้ฐานรากของเขื่อนต้องรับน้ำหนักกดต่อหนึ่งหน่วยพื้นที่มากเกินกว่าที่ฐานรากนั้นจะทนได้ เพื่อป้องกันไม่ให้ฐานรากของเขื่อนยุบลงจนเป็นอันตรายต่อเขื่อน จะต้องหาทางป้องกันไม่ให้น้ำที่ซึมผ่านฐานรากใต้เขื่อน มีแรงมากจนพัดพาเม็ดดินให้เคลื่อนตัวหรือลอยตามน้ำไปบริเวณที่น้ำซึมออกทางด้านท้ายเขื่อน และถ้าหากจะมีน้ำออกมาจากอ่างเก็บน้ำแล้ว ก็ต้องมีปริมาณไม่มากเกินกว่าที่จะทำให้น้ำในอ่างเก็บน้ำสูญหายไป จนไม่พอใช้อีกด้วย ฐานรากของเขื่อนแต่ละแห่งมักจะแตกต่างกันไป บางแห่งอาจเป็นหินหรือดินด้านแข็งที่ทึบน้ำ ซึ่งเป็นฐานรากที่เหมาะแก่การสร้างเขื่อน ฐานรากบางแห่งอาจเป็นทราย กรวด และดินตะกอนทรายผสมทับถมกัน มีสภาพให้น้ำซึมผ่านได้ง่าย แต่ไม่มีปัญหาเกี่ยวกับการทรุดตัว ซึ่งอาจต้องออกแบบป้องกันไม่ให้น้ำซึมผ่านลอดใต้เขื่อนเพิ่มเติมเป็นพิเศษ และนอกจากนี้ ฐานรากบางแห่งอาจเป็นดินตะกอนทรายและดินเหนียวทับถมกัน ซึ่งโดยมากจะมีปัญหาเกี่ยวกับการทรุดตัวของฐานราก แต่ไม่มีปัญหาเกี่ยวกับน้ำซึมลอดผ่าน ดังนั้น อาจต้องพิจารณาออกแบบป้องกันไม่ให้ฐานรากมีการทรุดตัวมากด้วยเช่นกัน
