中游主要灌区为 山西汾河灌区 和 陕西关中灌区。汾河灌区 集中在晋中、晋南盆地,共有万亩以上灌区 62 处。陕西关中灌区 位于渭河盆地,是有名的“八百里秦川”。
灌区属暖温带气候,春季多风,夏秋多雨,冬季寒冷干燥,年平均气温 8-12 度C,无霜期 120-200 天。年蒸发量约 1000 mm,年降水量 约 500 mm。降水年内分配不均,4-6月正值作物播种期和幼苗期,降雨少,经常出现“卡脖子旱”,对农业生产影响很大。
灌区历史悠久,早在二千年前,已开始引汾河水灌溉。至 1949年,灌溉面积约 190万亩。现在汾河灌区主要由汾河水库供水,灌溉面积 145万亩。粮食亩产 323 公斤,棉花亩产 44 公斤,是太原市的重要粮仓。另外,还有文峪河灌区,面积 49.6万亩,潇河灌区,面积 25万亩,汾西灌区,面积 45万亩。
灌区东西长约 300 公里,南北宽 50-100 公里,土地面积 3.5万 km2,总人口 1530万,其中农业人口 1160万, 耕地 2297万亩,有效灌溉面积 1338万亩,是陕西最重要的农业基地。