明清两代大运河联系着王朝的经济命脉，明代的二十多个染织局中半数以上设立于运河沿线。清代设立的北京、江宁、苏州、杭州等著名织造局也均在运河沿线。明清运河上的商贸税收占全国关税收入的三到五成。由于运河在王朝中的显要地位，明清两代对大运河十分重视，进行过不少疏浚工作，保障了大运河的通航。
明代利用南北大运河北运南粮，并设漕运总督主管。运到京城的粮粟。最高年份达到450万石。明代运河的航道与元代基本相同，大致是:首先利用江南运河;然后由镇江过长江。经过扬州、高邮、宝应，渡过高宝诸湖，穿过淮河，入黄河;又经元朝所开的济州河、会通河，出卫河、白河，最后溯通惠河，到达北京。明代运河粮粟的运输采取军民分担转运的办法。在运河沿线的重要河港淮安、徐州、临清、德州四地建造粮仓，政府置备船只，多到三千余艘。宣德四年(1429年)规定江西、湖广、浙江等地民运粮274万石，集中于徐州仓、江苏、安徽等地民运粮220万石，集中于临清仓，然后由官军接民运到北京。开封、彰德、卫辉等地粮粟运集德州仓。当时从事嘈运的军卒和民夫“驾舟背纤，盘驳过闸，艰辛万状，往返儿年”，所受苦难也就可想而知了，并且也易误农时。
由于每年要由东南各省向京师运送漕粮众多，因而对南北运河的畅通一直非常注重。明代对大运河的疏浚工作主要有:疏浚江都县瓜洲坝河道，修筑高邮湖堤岸，修理淮安清江浦二闸.引汶水接济运河，开清江浦河道，建筑淮安五坝，疏浚沙河故道，筑宝应、汜光、白马诸湖长堤，开扬州白塔河，筑高邮湖堤和淮安运河堤，增设平水闸至23座，等等。
《乾隆南巡图》记述了乾隆南巡时的的沿途运河景致，是清中期运河的生动写照。康熙和乾隆两个皇帝都曾先后六次南巡，也不全是为了游山玩水，视察河工、督修运河也是目的之一。清代运河全线所经地区由地方官分段管理，责任分明。运河管理官员先后置有巡漕御使、河道总督、漕运通判、管河州同、管河千总等，夫役有铺夫、捞浅夫等。

    为了解决南粮北运的运输问题和加强对江南富庶地区的控制，元世祖忽必烈开通了从大都到杭州纵贯南北的大运河。
    元代从大都到杭州。有几条现成的水道可以利用:在长江以南和淮河以南、可以利用隋唐以来的江南河和扬州运河(邗沟);淮河以北清口(今淮阴)至徐州一段，可以利用黄河（原为泗水下游，1194年为黄河南徙所夺)。徐州以上，则循泅水至山东。河北境内，天津以南，可以利用御河（隋代永济渠。今卫河）；天津以北，则利用流经大都以东道州的白河(今北运河)。这样，不能通航的地段就只剩下了大都和通州之间的25千米一段及御河和泗水之间的约200千米的一段了。
    为了彻底打通南北漕运，元政府于至元二十年(1283年)在山东境内开挖了济州河，至元二十六年(1289年)，又开挖了会通河，济州河从须城安山（今山东东平)到济宁，接泗水，入黄河;会通河从山东临清到须城安山，接济州河。约长一百二十五千米。这样就沟通了御河及泗水。至元二十九年(1292年)，又在大都和通州之间开挖了通惠河。这样，北起大都(今北京)南到杭州全长一千五百多千米的京杭大运河全线通航，而且不再绕道开封了。它比隋朝的南北大运河缩短了九百多千米的航程。这条运河奠定了现在京杭大运河的基础。
一、郭守敬与通惠河
    通惠河是由元朝杰出的水利工程专家郭守敬主持开挖的。至元二十八年(1291年)，开始选线施工。从大都城北面约二三十千米的昌平到大都之间的地面高度、自西北向东南由海拔60米左右下降至海拔50米左右。而沙河和清河从西山山麓分别向东和东北流，会合后向东注入白河。这样，在昌平与大都之间存在着两条河谷低地，这两条河谷低地不利于引导昌平、西山一带的泉水向东南流贯大都。郭守敬通过实地考察和精确勘测，选定了一条路线。可以克服不利地形的限制而取得丰富的水源，这就是在昌平东南白浮村神山(即今天的凤凰山)筑堰截住向东南流的白浮泉泉水，开渠绕神山南麓向西行，然后转而南下。避开河谷低地，沿途拦截百泉、虎眼泉、一亩泉、马眼泉、冷水泉等，注人瓮山泊(又称七里泊，即今昆明湖)。沿渠所筑堤堰就是著名的白浮堰。再从瓮山泊开凿河道，与源出今西直门外紫竹院公园向东流的古高梁河相连，经今德胜门西水关入大都城，汇人积水潭(今什刹海、后海、前海)。再从积水潭开凿河道向东南流出文明门(今崇文门北)，过大通桥，沿金代的闸河故道向东行20千米，至通州高丽庄与白河相接。这就是通惠河的全程路线，自昌平神山山麓至高丽庄，全长八十多千米。以瓮山泊和积水潭为通惠河的调节水库。今天我们在昌平城东南的凤凰山下。可以见到九个石雕的龙头，在数十年前还有汩汩泉水从龙口口中喷出，汇成一个大池。可惜今日已不见流水涌出来了。还能见到龙泉岛石碑。这里就是郭守敬开挖通惠河引白浮泉水为源的遗迹。分天京密引水渠的下游，从白浮经过阳坊、温泉到昆明湖的渠道和七百年前的这条引水渠走向也是一致的。