河套灌區是黃河中游的大型灌區，是中國設計灌溉面積最大的灌區。位于內蒙古自治區西部的巴彥淖爾市。
北依陰山山脈的狼山、烏拉山南麓洪積扇，南臨黃河，東至包頭市郊，西接烏蘭布和沙漠。1949年有引黃干渠10條，灌溉面積約19.43萬(wàn)公頃。1961年后自黃河三盛公樞紐引水，分為保爾套勒蓋、后套、三湖河3個(gè)灌域。作物有小麥、雜糧和向日葵等。灌區土地1.16萬(wàn)平方千米。設計灌溉面積73.7萬(wàn)公頃。1987年實(shí)灌面積48.37萬(wàn)公頃。河套灌區位于黃河上中游內蒙古段北岸的沖積平原，引黃控制面積1743萬(wàn)畝，，是亞洲最大的一首制灌區和全國三個(gè)特大型灌區之一，也是國家和自治區重要的商品糧、油生產(chǎn)基地。
1988年，河套灌區配套工程計劃開(kāi)始實(shí)施，配套面積達21.11萬(wàn)公頃。有灌渠991千米，排水溝渠791千米。
河套灌區地處我國干旱的西北高原，降雨量少、蒸發(fā)量大，屬于沒(méi)有引水灌溉便沒(méi)有農業(yè)的地區，灌區年引黃水量約50億立方米，占黃河過(guò)境水量的七分之一。
河套灌區遠在秦漢時(shí)代即開(kāi)始挖渠，唐貞觀(guān)年間，在河套修建了大型渠道，有的渠可灌600公頃以上。清中葉后，開(kāi)渠種植日盛,清末已建成八大干渠。中華民國時(shí)代，將灌區向東延伸至烏拉山前的三湖河地區。由于過(guò)去建設缺乏全盤(pán)規劃，渠系紊亂，旱年水不進(jìn)渠，汛期泛濫成災。20世紀50年以來(lái)，修建了三盛公水利樞紐，健全排灌系統，又修筑了黃河防洪大堤,同時(shí)開(kāi)展農田基本建設,營(yíng)造防護林，擴大灌溉面積，形成草原化荒漠中的綠洲。
2019年9月4日，內蒙古河套灌區被列入世界灌溉工程遺產(chǎn)名錄。