早在西汉就提出了现在广为熟知的地方命名原则：“水北为阳，水南为阴；山南为阳，山北为阴。”如淮阴，衡阳等。之后又提出了“因事命名”等命名原则。到了南北朝时期，随着人口的增加及迁徙，城邑的没落与新增，大量的地名涌现，因此，此时的地理著作对地名的收集及注释都是空前罕见的。之前的地理著作涉及的地名数量最多的是《汉书·地理志》，有四千五百多处，而《水经注》一书的地名数量多达二万余处；对地名的渊源解释，之前的地理名著不过百余处，而《水经注》达到了一千多处的惊人数量。《水经注》在地名学上的贡献可谓集六朝地志之大成，前所未有。
《水经注》的地名渊源涉及自然地理的因山为名、因水为名等十项种类，也包含了人文地理部门的人物地名、史迹地名等十四项类别，不仅引录了前人的规律性认识，而且还进一步归纳了一系列关于地名命名、更名的精辟见解，有些论述已上升到地名学理论的高度。
因山为名。东汉应劭最早提出了“因山以名县”的原则，南朝宋盛弘之最早将这一原则简洁地归纳为“因山为名”这四个字。在《水经注》的地名释意中，有六十九处是以因山为名为原则。如《江水注二》：“其间首尾百六十里，谓之巫峡，盖因山为名也。”《淄水注》中还指出了一串因山为名的地名：“余按泰、无、莱、柞，并山名也，郡县取目焉。”
因水为名。东汉刘熙《释名》最早提出“借水以取名”的说法。郦道元在其《水经注》中总结为藉水取名、因水以制名的地方命名原则。《水经注》中共有七十处地名源于因水为名。如《水注》：“余按卢奴城内西北隅有水，渊而不流，南北百步，东西百余步，水色正黑，俗名曰黑水池。或云水黑曰卢，不流曰奴，故此城藉水以取名矣。”《耒水注》：“耒阳，旧县也，盖因水以制名。”
人物地名。顾名思义，以人物名来命名地方。在《水经注》中占的比重不小，共有一百三十一处。如《湘水注》：“汨水又西为屈潭，即汨罗渊也。屈原怀沙自沉于此，故渊潭以屈为名。”又如《渭水注一》：“（渭水）屈而东迳伯阳城南，谓之伯阳川。著盖李耳西入。往迳所由，故山原畎谷，往往播其名焉。”
史迹地名。以历史名人事迹来命名地方。《水经注》中涉及九十七处。如《沔水注》：“沔水又东迳乐山北，昔诸葛亮好为《梁甫吟》，每所登游，故俗以乐山为名。”又如《渐江水》中对“秦望山”的注云：“秦始皇登之，以望南海。”
郦道元还在多处纠正了前人的错误。如“合肥”一词的由来，《汉书·地理志》注：“夏水出城父东南，至此与淮合，故曰合肥。”北魏初年阚骃注：“出沛国城父东，至此合为肥。”郦道元通过考察，汉城父县远在淮河以北，而合能东淮河之南甚远。他在《施水注》中释为：“盖夏水暴长，施合于肥，故曰合肥也。非谓‘夏水’。”前一“夏水”为夏水暴发洪水；后一“夏水”则为河名。郦道元在全注中大约指出前人错误一百处以上，功莫大焉。
除了对地名的释义进行剖析，郦道元对“音”“形”也有独特见解。读音方面，如《菏水注》：“沣水又东合黄水，时人谓之狂水，盖狂、黄声相近，俗传失实也。”字形方面例如西汉水有条支流叫杨廉川水，以东汉初有个叫杨廣的人而得名。郦道元在《漾水注》中注：“但廣、廉字相状，后人因以人名名之，故可讹为杨廉也”。《水经注》无论是对地名问题的探讨，地名语源和语义的诠释，还是地名命名或更名原则的归纳总结，都是其他地理著作难以望其项背的。
（四）文学
《水经注》这部学术著作非常注重语言文字的运用，从文学角度来看，它描绘祖国山川壮丽秀美的景色，同时记述各地的名胜古迹、神话传说、风土人情，文笔深峭，脍炙人口，千余年来一直被人传颂。
《水经注》的文学价值，首先在于它对于游记文学的深远影响。郦道元历来被称为写景能手。举凡虫、鱼、鸟、兽、山石、清泉、瀑布、绿潭……描状无不穷形尽态，生机勃勃。他或者摄取一个镜头以突出全景，或者点染来衬托全景，或者以前无古人的描绘展示出情景交融的画面。
中学课本中的《三峡》即节选自《水经注·江水二》。文章具体形象地描写了三峡的山高、水险、峡长的地理特点以及不同季节的各种壮观景色。郦道元写了三峡（主要是巫峡）两岸高峻的山势、夏天奔流的江水以及“春冬之时”和“晴初霜旦”的凄清幽寂，表现了不同季节、不同时间的景色特征。全文虽只一百五十余字，却以精练的语言把壮丽的山河呈现在大家眼前，使人赫然对三峡奇景产生向往之情。“朝辞白帝，暮到江陵”及“常有高猿长啸，属引凄异”等语，李白的《早发白帝城》诗就是从中脱化而来。
《水经注》把晋宋地志所开创的科学内涵与艺术精神融为一体的“地志游记”发展到了一个新的阶段，熔科学考察、史地辨证、山水描摹、风情笔录、古迹考察于一炉，成为新的游记文学的典范。其内容之丰富，容量之大，令人叹为观止。后世陆游的《入蜀记》、徐宏祖的《徐霞客游记》等等在内容写法上无不与《水经注》一脉相承。明张岱云：“古来记山水手，太上郦道元，其次柳子厚，近时则袁中郎。”柳宗元的许多语言世术便得自《水经注》，如《小石潭记》中“潭中鱼可百许头，皆若空游无所依”的名句便取材于《淆水注》中“俯视游鱼，类若乘空”，其他如在意境、手法等方面也多受其影响。《水经注》奠定了我国游记散文的基础，并给予南北朝以来历代山水游记以巨大影响。
《水经注》的文学价值，在于它继《山海经》之后写了不少的民间神话传说。在仅有八千四百字的《漯水篇》中，就有天池、马邑川、道武帝遇白狼之瑞、虎圈、火山、汤并、风穴、飞狐口、青牛渊、神泉水、班丘仲卖药、赵襄子杀代王、黄帝战蚩尤于涿鹿等十七个。其中收录的著名神话传说，还有《河水篇》的昆仑神异、菩萨降魔、赵简子怒沉栾缴、汉武帝掠取大宛马，《渭水篇》的忖留神与鲁班语、智囊樗里子，《江水篇》的巫山神女，《温水篇》的竹王等等。这些神话传说，不仅丰富了《水经注》的内容，而且描述生动优美，富于传奇色彩，表现了古代人民对理想的追求，富于想象和幻想，对文学的发展起了很大的作用。
《水经注》的文学价值，还在于它涉及了不少情景逼真、富于趣味的风土民俗。风土民俗，是研究我国文化史和各民族史的重要资料，是文学具有民族性的重要标志之一。如《漯水注》中关于雁门、神泉二水合而有灵，久旱不雨，人多祷请的习俗；《渐江水注》关于人们至射的山石室，“常占射的，以为贵贱之准”的传说；《温水注》中关于当时海南岛少数民族“好徒跣，耳广垂以为饰，虽男女亵露，不以为羞”的记述等等。
《水经注》在文学上所取得的成就对后世来说是一种启发，学术著作并不一定要枯燥、刻板，也可以生动活泼，引人入胜。
（五）其他学科
《水经注》除了在地理学、地名学、文学等方面的杰出贡献外，在其他学科，如语言学、历史学、考古学、金石学、文献学等方面一样提供了有用的资料，影响深远。
后人对《水经注》的语言艺术多有深究，我们从语言学角度来研究，以期为更好地了解这部不朽名著提供全新的视角。
《水经注》在语言学运用上的特点是新颖多变，给人以耳目一新的感觉。
郦道元自创新词，如描写峰峦高耸，创新词“峭秀”“秀出”“云秀”“广秀”。如“北岭虽层陵云举，犹不若南峦峭秀。”“其西则石壁千寻，东则磻溪万仞，方岭云回，奇峰霞举，孤标秀出，罩络群山之表，翠柏荫峰，清泉灌顶。”“泽南面层山，天岩云秀，池谷渊深。”“今于上西门外，无他基观，惟西明门外，独有此台，巍然广秀，疑即平乐观也。”除此之外，还有：“自津”“潭涨”“约障”“取悉”“飞清”“佳饶”“挂溜”“绣薄”“戕改”“英谈”“疏挺”“取畅”“披薄”“经究”“关究”“营煮”“邈别”“博问”“香冷”“究悉”等。
为避免重复，郦道元在书中同素反序式复音词交互使用，如广崇—崇广、皆悉—悉皆、作制—制作、祷祀—祀祷、灌溉—溉灌等等；单音节形式与其同义或近义的双音节形式交互使用，如：覆—被—覆被、防—捍—防捍、罢—省—罢省、寻—求—寻求、疏—僻—疏僻、详—究—详究、咸—悉—咸悉、枕—带—枕带等等；使用由相同语义的语素内核构成意义相同或相近的双音节语词，如：由“秀”构成了一系列含“秀”的语词，“特秀”“峭秀”“秀出”“高秀”“秀广”“崇秀”“云秀”“广秀”“秀峙”“层秀”等；由“举”构成的词语有“峭举”“云举”“峻举”“霞举”“崇举”“举高”等；由“峙”构成的词语有“霞峙”“竦峙”“峭峙”“杰峙”“层峙”等；由“奋”构成的词语有“奋发”“奋跃”“奋越”“奋通”等；由“带”构成的词语有“缨带”“滨带”“枕带”“衿带”“翼带”“匝带”“萦带”“缘带”等。
《水经注》中引用了不少歌谣、谚语、俚语、诗、赋等等，这些语言形式的存在，使得全书语言具有很强的艺术表现力和浓郁的生活气息。如旅人在迂深的长江水道中逆水行舟，历日隔宿，仍然看得到高耸的黄牛峰。便引用民谣表述：“朝发黄牛，暮发黄牛，三朝三暮，黄牛如故。”《沔水注》记述涝、净二滩：“……夏水急盛，川多湍洑，行旅苦之。故谚曰：‘东涝下净，断官使命。’”八字民谣，达到了知其险的目的。还有如“巴东三峡巫峡长，猿鸣三声泪沾裳。”“三公出何去，往至高阳池，日暮倒载归，酩酊无所知。”等等，这些都起到了画龙点睛的作用。《水经注》所引诗、赋很多，诗共二十余首，赋三十八篇，这是当时其他著作所不可比拟的。
在历史学上，《水经注》拥有大量的历史资料，对史学研究很有价值。比如郡县的位置、名称、历史变革等等，有很多史书中记载不详，或者没有记载，而在水经注里可以找到准确完整的资料。如《汉书·地理志》《后汉书·郡国志》《晋书》等等。《晋书》比《水经注》晚得多，但在不少地方仍赖于郦注的修补。如《江水》中提及的沌阳，《沫水》中提及的护龙，《澧水》中提及的渫阳，《赣水》中提及的豫宁四县，按《水经注》所记，都是建置有年代可考的晋代县名，但《晋书·地理志》均失载。
《水经注》记载了大量不同性质、不同时代、不同风格和不同建造技巧的古代建筑，为建筑史研究提供了重要的史料。如阿房宫、建章宫、未央宫等著名建筑，还有一些一般建筑如白台等。除此之外，对园林、寺庙、佛塔的记载亦有重要的价值。
《水经注》中引用了古代文献达四百八十余种。其中有很大一部分现已亡佚，如三国魏蒋济的《三州论》等，除《水经注》外，未见他书著录。这是《水经注》对后世文献学研究的重要贡献。