南水北调过黄河用隧洞穿越黄河方式。
丹江水自渠首而出，一路自流向北，黄河成为阻挡南水北去的天然屏障。作为南水北调中线工程的“咽喉”，穿黄工程开邙山、破泥沙、出河滩，排除万难穿越黄河，成就了中国南北两大河流——长江与黄河在中原大地的历史性“聚首”。
在郑州向西约３０公里的黄河孤柏嘴，从空中俯瞰，南、北岸像放置了两把琴身相对的巨大“吉他”，虽然看似分隔黄河两岸，但在河床下30米深处，两条４２５０米长的穿黄隧洞却将两岸紧密相连，长江水就是通过这两条穿黄而过的隧洞，一路向北。
穿黄过河隧洞进口为斜井、出口为竖井，退水设施位于黄河南岸，利用倒虹吸原理，靠水流自身重力差，由南向北流向出水端，一期工程设计流量为２６５立方米/秒，加大流量为３２０立方米/秒。
南水北调干渠河底隧洞可免受温度、冰冻、大风等不利因素影响，耐久性好，检修维护相对简单。
穿黄隧洞在黄河底部最大埋深达３５米，如何保证隧洞承受水压，这个技术难题不仅在国内水利工程建设中无先例可循，在国际水利工程界也难有借鉴。
穿黄工程盾构机及刀具，都是根据穿黄施工条件量身定做的。穿黄工程选用的“穿越号”盾构机是泥水加压平衡盾构机，直径达９米，盾构机前面有一个装有１４０多把刀片的刀盘，将施工面的泥土刮出，通过竖井输送出来。为了防止施工工程坍塌，盾构机推进系统有１４组千斤顶，总推力６０３４吨，千斤顶顶在已拼好的管片侧壁，牵引整台盾构机以每天１０多米的速度向前推进。
穿黄过河主体建筑物按黄河３００年一遇洪水设计，按１０００年一遇洪水校核，而北岸河滩明渠及新、老蟒河交叉建筑物，按１００年一遇洪水设计，按３００年一遇洪水校核。
为确保工程安全，穿黄隧洞建成后，每年将有１５天—３０天检修期，每３—５年将安排一次大修，平均每半年放水检查一次，双洞隧洞内直径达７米，检修时维修车辆可直接驶入隧洞。
据了解，穿黄隧洞是国内第一条穿越黄河的输水隧洞，工程地下连续墙厚度和深度均居当前国内之最。此外，施工中还开创了我国水利水电工程水底隧洞长距离软土施工新纪录。