20世纪80年代，“复杂性”作为一个独立的研究对象引起了广泛的关注，并由此开创了一个新的研究领域——复杂性科学。随着社会和经济的发展，科研工作中所面对的研究对象也越来越复杂，复杂性理论和研究方法为研究者提供了有利的工具。 水资源系统是时间结构和空间结构都非常复杂的系统。本文对复杂性理论(包括自组织理论和混沌理论)和系统复杂性特征进行了论述，利用自组织理论中的耗散结构理论具体分析水资源系统的特征，证明水资源系统是一个复杂的开放巨系统，符合耗散结构的条件。 最后，本文以江苏省水资源系统为例，根据复杂性理论建立水资源系统演化模型，分析江苏省水资源系统的演化方向及特征；以南京市水资源系统为例，根据混沌理论建立模型，分析南京市水资源系统的混沌性，并得出其存在混沌性的结论，它将为江苏省合理利用水资源，构建社会和谐发展提供决策依据。