尼尔基水利枢纽位于黑龙江省与内蒙古自治区交界的嫩江干流上，枢纽坝址以上控制流域面积为6.64万平方公里，占嫩江流域总面积的22.4%，多年平均径流量为104.7亿立方米, 占嫩江流域的45.7%。

尼尔基水利枢纽是一座以防洪、城镇生活和工农业供水为主，结合发电，兼有改善下游航运和水环境，并为松辽流域水资源的优化配置创造条件的大型控制性工程。水库总库容为86.11亿立方米，其中防洪库容23.68亿立方米，兴利库容59.68亿立方米，总装机容量为25万千瓦，多年平均发电量为6.387亿度。工程建成后，可使齐齐哈尔市防洪标准由50年一遇提高到100年一遇，枢纽至齐齐哈尔河段的防洪标准由20年一遇提高到50年一遇，齐齐哈尔以下到大赉段的防洪标准由35年一遇提高到50年一遇。

尼尔基水利枢纽工程主要由主坝、副坝、溢洪道、水电站厂房及灌溉输水洞（管）等建筑物组成。工程等别为Ⅰ等工程，主要建筑为1级建筑物，地震设防烈度为Ⅶ度。大坝总长7265.55米，最大坝高 40.55 米。其中，主坝为沥青混凝土心墙土石坝，坝长1658.31米，左、右岸副坝为粘土心墙土石坝。泄洪建筑物为岸坡式溢洪道，设11个泄流孔，单孔宽12米，堰顶高程199.80米，最大下泄流量为20300秒立方米。水电站为河床式电站，装有四台水轮发电机组。

工程施工总工期为5年，准备工程于2001年6月开始进行，同年11月8日实现大江截流，2004年9月15日实现了二期截流，2005年9月11日下闸蓄水，计划于2006年7月16日首台机组发电，年底前主体工程全面完成。

水库淹没范围涉及黑龙江省讷河市、嫩江县及内蒙古自治区莫旗的8个乡镇66个行政村，另外淹没2个林场和3个农场的一小部分。淹没面积498.33平方公里、耕地42.2万亩、房屋81.23 万平方米，动迁人口5.59万人。

初设批准的工程总投资为53.80亿元。根据国家关于尼尔基水利枢纽资金筹措原则、尼尔基水利枢纽投资分摊情况，确定工程各方出资为：中央财政拨款31.52亿元（含资本金5.19亿元）；地方政府出资8.89亿元，其中黑龙江省出资5亿元（3.89亿元为资本金），内蒙古自治区3.89亿元（全部为资本金）；公司向国家建设银行贷款13.39亿元，核定资本金12.97亿元，投资三方资本金比例为4∶3∶3。

从2004年开始，根据国家政策调整、设计变更及施工变化，经水利部同意，公司委托设计单位进行了工程调概工作。调概报告已由水利部水规总院审定，水利部批准。审定后的总投资为79.48亿元（不含送出工程投资0.374亿元）。