在著書的過程中，酈道元選取了《水經》一書作為藍本，采取了為《水經》作注的形式，因此取書名為《水經注》。但是，他並不是圖省力，走捷徑，簡單地為《水經》作注釋，跟著《水經》一書的記述走，《水經》記什麼，他就注什麼，而是很花了一番功夫和氣力。《水經》一書記載的河流僅137條，文字總共隻有一萬多字。酈道元在《水經注》中補充了許多河流，數量比《水經》增加了近10倍，達1252條，其中有些還是獨立流入大海的重要河流。《水經注》共計40卷，約30萬字。僅從這些就可以看到，酈道元的《水經注》是一部內容遠遠超過《水經》一書的再創作，書中凝聚著酈道元大量的辛勤勞動，是他多年心血的結晶。
酈道元生活的年代，正值我國南北分立對峙的南北朝時期，北方為北魏政權，南方先後為宋、齊、梁政權。酈道元雖然隻是活動在北魏政權統治的地區之內，其範圍大約相當於現在的秦嶺和淮河以北的地區，但他的著作並沒有受政權和地域的限製，他的視野遠遠地超出了北魏政權統治的範圍，反映了他盼望祖國早日實現統一的心情。在《水經注》中，酈道元所記述的內容包括了全國各地的地理情況，還記述了一些國外的地理情況，其涉及地域東北至朝鮮的壩水（今大同江），南到扶南（今越南和柬埔寨），西南到印度新頭河（今印度河），西至安息（今伊朗）、西海（今蘇聯鹹海），北到流沙（今蒙古沙漠）。可以說，《水經注》是北魏以前中國及其周圍地區的地理學的總結。
酈道元在寫《水經注》時，突破了《水經》隻記河流的局限。他以河流為綱，詳細地記述了河流流經區域的地理情況，包括山脈、土地、物產、城市的位置和沿革、村落的興衰、水利工程、曆史遺跡等古今情況，並且具有明確的地理方位和距離的觀念。像這樣寫作嚴謹、內容豐富的地理著作，在當時的中國，以至世界上都是無與倫比的。
從《水經注》中我們可以看到，酈道元以其飽滿的筆觸，為我們展現了一千四五百年前中國的地理麵貌，使人們讀後可以對各地的地理狀態及其曆史變遷有較清晰的了解。例如從關於北京地區的描述中，我們可以知道當時北京城的城址、近郊的曆史遺跡、河流以及湖泊的分布等，還可以了解到北京地區人們早期進行的一些大規模改變自然環境的活動，像攔河堰的修築、天然河流的導引和人工渠道的開鑿等。這是我們現在所能得到的關於北京地區最早的地理資料，也是我們研究北京地區曆史地理變遷的一個重要地點。這些資料對於我們今天仍然是非常有用的。科學和經驗告訴我們，地理情況是隨著自然條件的變化和人類活動的加強而不斷發生變化的。我們要真正了解和深刻認識今天的地理情況，單靠對現在的地理狀態的研究是不夠的，還必須深入了解地理情況的變化過程及其原因，以認識和掌握它的發展規律，為今天的建設事業服務。從這個意義上說，《水經注》在今天仍然具有生命力，是我們不可多得的珍貴的曆史地理文獻。
《水經注》中的內容，除酈道元親身考察所得到的資料外，還引用了大量的曆史文獻和資料，其中引用前人的著作達437種之多，還有不少漢、魏時代的碑刻材料。這些書籍和碑刻，後來在曆史的變遷中大都已經散佚了，幸而有酈道元的引用轉錄，才尚存一斑，使我們能夠知道這些書籍和碑刻的部分內容。這又是我們研究我國文明發展曆史的極其寶貴的資料。
酈道元對地理學的貢獻和曆史功績，是值得人們尊崇的。