在水資源不夠充足的地區，水資源是限制農業發展的一大難題。為了合理利用水資源，不少研究發現免耕可提高土壤水分的利用情況，而且還能穩定土壤溫度。
有研究表明：免耕提高了土壤入滲率，減少了地表徑流，在降水5～25mm時，由于免耕土壤擾動少，免耕處理水分平均入滲率比翻耕快能夠增加土壤剖面水分含量，保護性耕作能顯著提高0～5000px土層土壤儲水量及含水量，免耕較常規耕作土壤貯水量1.80倍;30～45mm時，比翻耕快1.71倍。另外免耕還提高1.93%～7.25%，這種作用在降雨較少的年份表現更為突出。而秸稈覆蓋抑制了蒸發，整個生育期內覆蓋與不覆蓋相比，土壤蒸發量平均降低56.5%。同時免耕覆蓋作則為1.3，提高了土壤水分的蒸騰效率多，有了“進多出少”的有效保水效果。
同時通過土壤水分溫度檢測儀進行分析發現免耕還縮小了土壤溫度的變化幅度，免耕土壤在冬小麥活動期表現為降溫效應，越冬期表現為增溫效應，黃高寶等研究則指出，與傳統耕作相比，免耕秸稈覆蓋可以穩定土壤溫度，白天升溫較慢，下午至夜間降溫更慢。這主要是因為免耕和秸稈覆蓋，既減少了太陽輻射，又阻止地面熱量的擴散，形成降溫與增溫的雙重作用。免耕土壤溫度處于一個比較穩定的狀態，協調了土壤水分、土壤養分的遷移和轉化。