（一）曆史上的傳承與研究
《水經注》成書於北魏後期，從酈道元死後到隋王朝統一的半個多世紀中，北方戰火蔓延，北魏都城洛陽曾經幾次遭到兵災，焚燒殆盡，但這部傳世巨著奇跡般地在戰火中保存了下來。當時雕版印刷尚未出現，一切書籍的流傳都要通過傳抄，這部著作有幾部鈔本也不得而知。隋統一中國後，《水經注》的鈔本被朝廷珍藏起來，《隋書·經籍誌》著錄此書作四十卷，可見仍然完好無缺。唐取代了隋後，《舊唐書·經籍誌》和《新唐書·藝文誌》都有此書的著錄，卷數仍為四十卷，仍是此書的足本。直到北宋景祐年間，崇文院整理藏書，編輯目錄《崇文總目》，其中，《水經注》被著錄為三十五卷。從這個時候起，北宋以前的一些書上所引的涇水、滹沱水、（北）洛水等卷篇就不見了，《水經注》已殘缺。
隋唐至北宋這段時期是研究《水經注》的初期。這一階段所做的工作，主要是剪輯、摘錄資料以供他用。隋代的《北堂書鈔》、唐代的《初學記》、宋代的《太平禦覽》和《書敘指南》等都剪輯了《水經注》中的大量資料。唐初的司馬貞作《史記索隱》，章懷太子注釋《後漢書》，也摘錄了《水經注》中的詞句，用作注釋材料。唐代的《元和郡縣誌》，宋代的《太平環字記》《晏公類要》《長安誌》《元半九域誌》等書則將《水經注》按地區剪裁，然後錄入書中。
傳抄是一件很辛苦的工作，三十多萬字的著作，從頭到尾抄寫一遍，要花很多時間，而且抄錄這樣長的文字，中間一定會有許多抄錯的地方。所以，輾轉傳抄的結果，使書籍裏的錯誤越來越多。鈔本的收藏者們要麼不曾對其校勘，要麼校勘後的善本不見影蹤。再加上《水經注》的中途散佚，導致篇幅割裂，內容寥落，經注混淆。由此出現了對《水經注》的考據、校勘階段。
北宋之後，金代禮部郎中蔡珪撰寫了《補正水經》三卷，這是深入研究《水經注》的開端。其研究成果雖已亡佚，但從尚存的史料亦可見，蔡珪對《水經注》並不是簡單的剪輯摘錄，而是對殘本作了修訂和補充，開了補遺、糾謬的先河。
早在公元9世紀，雕版印刷已成為商品，在唐代發展緩慢，直到北宋中期，重要書籍的刊印才大量出現。《水經注》的第一種刊本是成都府學宮刊本，具體年代已不可知，且早已亡佚，全書隻三十卷，且經注混淆，錯誤頗多。第二種刊本為北宋元祐二年本，雖也亡佚，但通過明代吳琯刊本，還可一窺其貌。
從明代起，刊本流傳很多，而學者們也開始根據宋明的刊本和鈔本進行校勘、注疏。萬曆四十三年（1615年）由朱謀諱校勘的《水經注箋》是《水經注》刊本史上的名本之一。朱謀諱在校勘上花了極大的精力，改正了曆來沿襲的許多錯誤。直至清代，許多《水經注》佳本都以此本為底本。
清朝特別是乾隆年間，對《水經注》的研究進入鼎盛時代，當時的學界名流全祖望、趙一清、戴震等人相繼從事《水經注》的校勘工作，並各自撰寫了專書。全祖望在其祖傳校本的基礎上，於乾隆三年完成了對此書的五校，之後又完成七校，他首先區分經、注兩方麵，為解決經注混淆引導先路。趙一清承其方法，完成《水經注釋》，此書校勘精密，注疏詳盡，廣輯散佚，增補缺失，貢獻之大，可見一斑。稍晚於趙一清的戴震，奉命於乾隆三十八年，主校《水經注》，並於次年刊行武英殿聚珍版本，這是之前任何版本無法比擬的。然而也由此引發了戴趙相襲案，震動整個學術界。
對《水經注》的研究，除了校勘注疏外，還有如鍾惺、譚元春等從文學角度對《水經注》中詞章的研究；黃宗羲、顧炎武、顧祖禹、胡渭等從地理角度對《水經注》內容的研究等等。由此，對《水經注》的內容、詞章、體裁、版本、作者生平、引用文獻等的研究逐步發展成為一門專門的學科，簡稱酈學。這與研究《紅樓夢》而產生“紅學”一樣，隻不過酈學淵源比紅學早一千多年。
（二）近現代的酈學研究
清末和民國初年，酈學研究陷入僵局，除了由於對《水經注》的校勘工作已登峰造極，甄於完善，後人難以超越外，戴趙相襲案的論戰牽涉了大多數學者的精力，如楊守敬、孟森、餘嘉錫、鄭德坤、森鹿三等知名學者都牽涉在內。此時期雖然文章和函劄不斷，但大都不涉及《水經注》本體。此論戰牽涉之廣，時間之長，削弱了對《水經注》研究的力量，對酈學研究損失之大，難以估計。
當然，也有一些學者遠離論戰，潛心著述，發表了一些成果。如範文瀾的《水經注寫景文鈔》、丁山的《酈學考序目》、岑仲勉的《水經注卷一箋校》等等。
這一時期，成果最大的當屬楊守敬。楊守敬先後撰寫了《水經注疏》《水經注疏要刪》《水經注圖》等著作。
楊守敬為研究《水經注》進行了艱難的長途實地考察，並在此前作了大量的學術準備，為《水經注》的總結性研究奠定了深厚的基礎。他著《禹貢本義》《漢書地理誌補校》，以溯其源；撰《三國郡縣表補正》，以考其世；著《隋書地理誌考證》，以究其委。光緒三十一年（1905年）又將《水經注疏要刪》先行刊布發行，繼之又於宣統元年（1909年）刊刻《水經注疏要刪補遺及續補》，並由此贏得了巨大的學術聲譽，當時學者名士推崇他的研究是“曠世絕學，獨有千古”。楊守敬與其得意弟子熊會貞一道，對《水經注》進行了全麵、細致的注釋和疏通，從逐一檢出注語出處入手，注於書眉行間。此書其篇幅之浩大，征引之廣博，考訂之精詳，令以前的所有研究《水經》的著述遜色。然而，在舊中國，《水經注疏》卻一直未能出版。