南水北调中线工程的核心水源地是丹江口水库。该工程从汉江中上游的丹江口水库陶岔渠首闸引水，经长江流域与淮河流域的分水岭方城垭口，沿唐白河流域和黄淮海平原西部边缘开挖渠道。在河南郑州附近，工程通过隧道穿过黄河，沿京广铁路西侧北上，自流至北京颐和园的团城湖。

南水北调中线工程的重要意义在于优化水资源配置、促进区域协调发展。作为新中国成立以来投资额最大、涉及面最广的战略性工程，它对中华民族的长远发展至关重要，并已进入决战决胜的关键阶段。

丹江口水库位于汉江中上游，横跨湖北省丹江口市和河南省南阳市淅川县。作为亚洲第一大人工淡水湖，它不仅是国家南水北调中线工程的水源地，也是国家一级水源保护区、中国重要的湿地保护区和国家级生态文明示范区。

丹江口水库由1973年建成的丹江口大坝下闸蓄水后形成，水域面积横跨湖北、河南两省，由汉江库区和丹江库区组成。多年平均入库水量为394.8亿立方米，水源来自于汉江及其支流丹江。水库多年平均面积超过700平方公里，在2012年丹江口大坝加高后，水域面积达到1022.75平方公里，蓄水量达290.5亿立方米，被誉为“亚洲天池”。水库水质连续25年稳定在国家二类以上标准，保持优良。

自2014年12月12日开始，丹江口水库向南水北调中线工程沿线地区的北京、天津、河南、河北四省市的20多座大中城市提供生活和生产用水。该地区气候适宜，空气清新，日照量高。丹江口大坝附近，水质透明，水面宽阔，风平浪静，使得水库具有防洪、发电、灌溉、航运、养殖、旅游等综合效益。