Её история насчитывает несколько тысячелетий, при этом в разные периоды мелиорация имела свои особенности и достижения.
Мелиорация в древности

Древний Восток. Искусственное орошение и осушение активно применялись в Египте, Месопотамии, Индии, Китае. Например, в Египте строили каналы и плотины для орошения земель, а для защиты участков от затопления — земляные валы.

Древний Рим. Для осушения почв на виноградниках и оливковых плантациях использовали открытые дренажные системы, многие из которых действуют до настоящего времени.

Мелиорация в средние века
Западная и Восточная Европа. В Средние века осушением и орошением начали заниматься в Западной и Восточной Европе.

Наибольшего размаха осушительные работы достигли в Голландии и Северной Германии.

Россия. Первые осушительные работы в небольших масштабах начались с XI–XIII веков, разветвлённая сеть систем с оригинальными дренажно-коллекторными сооружениями была вскрыта в Великом Новгороде, Пскове, Владимире.

Мелиорация в новое время
XIX век. Крупное ирригационное строительство велось в Индии, Египте, США, в Италии. К началу XX века в мире орошалось 48 млн га и осушалось около 20 млн га.
Россия.
Начало организованной мелиорации в сельскохозяйственных целях относится к 1813 году, когда в окрестностях Петербурга развернулись работы по осушению 395 га земель.
Примеры мелиоративных работ
Создание оросительной системы помещиком Александром Михайловичем Жеребцовым в условиях сухой степи Усть-Медведицкого округа Области Войска Донского (ныне Фроловский район Волгоградской области). Для орошения полей использовали талую воду, которая собиралась в искусственных прудах.
Строительство оросительных каналов на Северном Кавказе: Курского, Юзбашевского, Вояковского, Зольского, Щедринского и других.

Экскаватор Путиловского завода на строительстве канала в Голодной степи – 70-тонная паровая лопата на рельсовом ходу.

До революции 1917 года было осушено более 3 млн га территорий и 4 млн га орошалось.

После Второй мировой войны в СССР проводилась реконструкция ирригационных систем, строились новые: Волго-Донская, Кабульская, Бабанская и другие.
Одним из символов советской мелиорации стало Полесье – обширный регион болот и низин на юге Белоруссии и севере Украины. Здесь в 1960–1980-х годах были прорыты тысячи километров осушительных каналов, превращены в поля огромные площади заболоченных угодий. В результате лишь в Белоруссии к концу XX века осушено свыше 40% всех водно-болотных угодий,

Помимо осушения избыточно влажных земель, советская стратегия «преобразования природы» включала и противоположную задачу – орошение засушливых районов. В регионе Поволжья (особенно в Нижнем Поволжье) это вылилось в грандиозные гидротехнические проекты. На реке Волге в 1950–1960-х годах построили каскад гигантских водохранилищ (Куйбышевское, Волгоградское и др.), которые обеспечили водой каналы и оросительные системы степного Заволжья.

По государственной статистике, в 1965 году в СССР было 9,5 млн га орошаемых земель, а в 1985 году — 20,6 млн га, что в 2,2 раза больше.

В частности, в РСФСР в 1965 году было 1,5 млн га орошаемых земель, а к 1985 году — 6,5 млн га, что в 4,3 раза больше.

Также известно, что с 1966 по 1988 годы только в РСФСР было введено в действие 12,5 млн га орошаемых земель

Современная мелиорация

Инновационные методы. Например, капельное орошение, автоматизированные системы контроля орошения, использование геосинтетических материалов для защиты почвы от эрозии.

Альтернативные источники воды. Сбор дождевой воды, очистка сточных вод и опреснение помогают поддерживать необходимый уровень орошения, особенно в условиях дефицита водных ресурсов.

Экологические аспекты. Современная мелиорация стремится к минимизации воздействия на водные ресурсы, почву и биоразнообразие. Например, создаются буферные зоны вдоль водоёмов, используются естественные методы дренажа с растениями, поглощающими избыточную влагу.