Ūdens tunelis ir ļoti līdzīgs vēja tunelim, izņemot to, ka tunelī tiek izmantots gaiss, bet gan ūdens. Tā ir eksperimentāla iekārta, ko izmanto, lai eksperimentētu un pārbaudītu zemūdens objektu hidrodinamiku, kas plūst caur ūdens tuneli, kā arī jebkuru objektu, kas tajos atrodas. Lai gan daži ūdens tuneļu veidi nav tik attīstīti kā mūsdienās, cilvēki ir izmantojuši vairākus gadsimtus. Šo tuneļu nozīme pēdējā laikā ir guvusi atzinību, un tie kļūst arvien noderīgāki dažādos veidos, piemēram, uzlabojot kuģu būvi.
Vēja tuneļi spēj nodrošināt ekspertiem milzīgas pētniecības iespējas, taču ir gadījumi, kad vēja izmantošana nav labvēlīga materiāla veidam, ar kuru tiks eksperimentēts. Bieži vien tā vietā var izmantot ūdens tuneli, jo tas spēj labāk veikt trīsdimensiju eksperimentus. Tas ir tāpēc, ka ūdens plūsma ļauj izmantot daudzveidīgākas vizuālās procedūras, piemēram, caur ūdeni var viegli izsekot pārtikas krāsvielas, kā arī dažādas citas krāsvielas. Šie tuneļi nodrošina arī labāku izpēti objektiem, kas parasti atrodas ūdenī, piemēram, kuģiem un jūras dzīvniekiem.
Ūdens tuneļu izmērs var būt ļoti dažāds atkarībā no izpētes, kam tie ir paredzēti. Tas, cik ātri tajā atrodas ūdens plūsma, ir svarīgs mainīgais lielums jebkurā veiktajā pētījumā. Plūsmu tieši kontrolē sūkņi, kas ļaus ūdenim plūst jebkurā ātrumā un vajadzības gadījumā to arī apstādinās. Atšķirībā no vēja tuneļiem ūdens tuneļos iekšpusē nav spiediena un tie atvieglo iekļūšanu tajos. Tas ļauj pētniekiem viegli iekļūt ūdens tuneļa testēšanas sadaļā un ļauj piekļūt videi, kurā veikt pētījumus.
Šiem tuneļiem ir svarīga loma arī kuģu būvniecībā. Tos izmanto, lai pārbaudītu, kā darbojas dažāda veida kuģu dzenskrūves. Šāda veida ūdens tuneļa testēšanas modeli sauc par kavitācijas tuneli, un to izmanto, lai pārbaudītu jebkādas spiediena svārstības, uzkrāto eroziju un dažādu kuģu kavitācijas troksni. Iespēja kontrolēt ūdens ātrumu tunelī ļauj eksperimentēt ar šiem propelleriem ar dažādiem ūdens ātrumiem. Šī pārbaude ļauj tiem, kas iesaistīti kuģu būvniecībā, pirms gatavā produkta pabeigšanas pārbaudīt dažādas kuģa sastāvdaļas.