在北京城的早期发展中，城市的功能有限，对于地表水源的要求不多，最重要的只是农田灌溉需要开渠引水。随着社会经济和政治形势的发展，北京城逐渐上升为封建时代全国政治中心之后，城市功能渐趋复杂化，对于地表水的要求与日俱增。这时首先需要保证的是皇家宫苑用水，二是漕粮运河的用水。为了解决这两项主要的用水问题，历代封建统治者开辟水源，凿渠开运，用尽心机。

公元1153年金朝兴建中都城后，为了点缀宫苑风景和开凿近郊运河，进行了一系列的河湖水系的调整与改造，极尽规划设计的能事，工程规模也颇为可观，由于当时技术条件限制，效果并不尽如人意，但是它对于后来北京的城市建设却有较大的影响。

元建大都城，对于河湖水系的利用，既总结了历史上的经验教训，又有超越前人的新贡献。历史上的北京城，从蓟城起源的旧城址，转移到大都城所选择的新城址，实际上就是从西湖(莲花池)水系，转移到高梁河水系，两者的距离虽然很近，各自的水系也很细小，关系城市发展却至为重要。

玉泉诸水早在金代被开发利用，金章宗时曾于山麓建泉苑行宫八大水院；元代玉泉诸水仍为重要水源，历元明清均有建设。元代杰出的水利工程家郭守敬开玉泉水以通漕运；开凿金水河，引玉泉山水专为宫苑之用；又引昌平白浮泉水，入瓮山泊入通惠河以济漕运。但是由于社会条件和技术水平的限制，历尽一代工事，虽有创新，难于守成。

明代前期在元大都城的基础上改建北京城，进一步发展了它的主题思想，到了一种新的艺术高度。其后又加筑外城，遂使北京城的整体格局最后定型。清朝相继建都北京，全部沿用明城，未做任何更动。北京城集历代国都规划设计的大成，在世界城市建筑史上，占有重要地位，得到西方一些城市规划学者的高度评价。但是在河湖水系的利用上，明朝施工颇多失策。清朝中叶，最后一次开辟新水源，导引近郊流泉，把原来一个水量有限的小湖瓮山泊，改造成一个具有水库作用的昆明湖，标志着在郊区水源的整理上的新建树，而城区水道却日益湮废了。