頭首工とは、河川の流水を用水路に引き入れるための施設であり、一般には、取水位を調節するための取水堰、取り入れ口、付帯施設及び管理施設から構成されています。
頭首工は、我が国において農業用水を河川から取水するために古くから発達した施設です。頭首工という用語は、明治以来用いられてきており、用水路の頭首部（head）に設けられる水門、堰堤等の施設の総称です。
我が国の河川は、短く急勾配であり、構造物の設置条件としては厳しい状況にありました。このため、頭首工は利水機能を十分果たした上で、河川の他の機能（治水、環境）が維持できることが求められています。