都江堰渠首枢纽主要由鱼嘴、飞沙堰、宝瓶口三大主体工程构成。三者有机配合，相互制约，协调运行，引水灌田，分洪减灾，具有“分四六，平潦旱”的功效。
“鱼嘴”是都江堰的分水工程，因其形如鱼嘴而得名，位于岷江江心，把岷江分成内外二江。西边叫外江，俗称“金马河”，是岷江正流，主要用于排洪；东边沿山脚的叫内江，是人工引水渠道，主要用于灌溉。
“泄洪道”具有泄洪排沙的显著功能，故又叫它“飞沙堰”。 飞沙堰是都江堰三大组成部分之一，看上去十分平凡，其实它的功用非常之大，可以说是确保成都平原不受水灾的关键要害。 飞沙堰的作用主要是当内江的水量超过宝瓶口流量上限时，多余的水便从飞沙堰自行溢出；如遇特大洪水的非常情况，它还会自行溃堤，让大量江水回归岷江正流。另一作用是“飞沙”，岷江从万 山丛中急驰而来，挟着大量泥沙，石块，如果让它们顺内江而下，就会淤塞宝瓶口和灌区。 古时飞沙堰，是用竹笼卵石堆砌的临时工程；如今已改用混凝土浇铸，以保一劳永逸的功效。自动泄洪，使多余的内江的水排入外江正流使内江不受洪灾。
宝瓶口起“节制闸”作用，是前山（今名灌口山、玉垒山）伸向岷江的长脊上凿开的一个口子，是人工凿成控制内江进水的咽喉，因它形似瓶口而功能奇持，故名宝瓶口。留在宝瓶口右边的山丘，因与其山体相离，故名离堆。离堆在开凿宝瓶口以前，是湔山虎头岩的一部分。由于宝瓶口自然景观瑰丽，有“离堆锁峡”之称，属历史上著名的“灌阳十景”之一。
自行调控的节制闸，是自流灌溉渠系的总开关岷江是长江上游的一条较大的支流，发源于四川北部高山地区。每当春夏山洪暴发之时，江水奔腾而下，从灌县进入成都平原，由于河道狭窄，古时常常引起洪灾，洪水一退，又是沙石千里。灌县岷江东岸的玉垒山又阻碍江水东流，造成东旱西涝。
秦昭襄王五十一年（公元前256年），李冰任蜀郡太守（太守相当于专员，或大于专员，小于省长），他为民造福，排除洪灾之患，主持修建了著名的都江堰水利工程。都江堰的主体工程是将岷江水流分成两条，其中一条水流引入成都平原，这样既可以分洪减灾，又达到了引水灌田、变害为利。为此，李冰在其子二郎的协助下，邀集有治水经验的农民，对岷水东流的地形和水。
经过实地勘察，李冰决心凿穿玉垒山引水。在无火药（火药发明于东汉时期，即公元25年至220年间）不能爆破的情况下，他以火烧石，使岩石爆裂（热胀冷缩的原理），大大加快了工程进度，终于在玉垒山凿出了一个宽20公尺，高40公尺，长80公尺的山口。（低水位每秒流速3公尺，高水位每秒流速6公尺）因形状酷似瓶口，故取名“宝瓶口”，把开凿玉垒山分离的石堆叫“离堆”。
宝瓶口引水工程完成后，虽然起到了分流和灌溉的作用，但因江东地势较高，江水难以流入宝瓶口，李冰父子率众又在离玉垒山不远的岷江上游和江心筑分水堰，用装满卵石的大竹笼放在江心堆成一个狭长的小岛，形如鱼嘴，岷江流经鱼嘴，被分为内外两江。外江仍循原流，内江经人工造渠，通过宝瓶口流入成都平原。
为了进一步起到分洪和减灾的作用，在分水堰与离堆之间，又修建了一条长200公尺的溢洪道流入外江，以保证内江无灾害，溢洪道前修有弯道，江水形成环流，江水超过堰顶时洪水中夹带的泥石便流入到外江，这样便不会淤塞内江和宝瓶口水道，故取名“飞沙堰”。飞沙堰的设计运用了回旋流的理论。
为了观测和控制内江水量，又雕刻了三个石桩人像，放于水中，让人们知道“枯水（低水位）不淹足，洪水（高水位）不过肩”。还凿制石马置于江心，以此作为每年最小水量时淘滩的标准。
2002年11月13日上午11时25分，备受瞩目的都江堰内江古法截流成功。都江堰内江段首次“整容大手术”正式拉开序幕。
都江堰此次截流仍采用了已有千年历史的传统工艺，以杩槎、竹笼、碗儿兜等为工具。杩槎的构造为一木三足架，以许多三足架连接成排列，上边满装上卵石泥土，在鱼嘴构成一完美的挡水坝。碗儿兜为装满卵石德竹筐。这种古老的截流方式可就地取材、使用灵活、功效颇高，而费用仅为现代化抛石围堰截流的1/3。都江堰灌区内江段已经10年未断流，内江总干道河段存在一定的淤积，沿岸大量渠道及供水设施陈旧，已影响到宝瓶口引水，需要清淤维修。
