福清自古以來就幹旱缺水。天寶年間，福清地方官員帶領老百姓，開始興建天寶陂。在龍江河畔、五馬山麓，工匠們用竹籠攔水，築木成樁，采山石圍堰，砌高陂橫江截流，歷載建成。宋祥符年間，知縣郎簡主持重修天寶陂；宋元符年間，知縣莊柔正搬在天寶陂旁大樹下審案，敗訴者，罰其搬石修陂。明萬歷年間，周大勛周文遴父子分別奉知縣歐陽勁、王命卿之命，先後重修天寶陂。民國34年（1945），福清成立十三洋水利協會，重修天寶陂。
據宋梁克家《淳熙三山誌》記載：“元符二年，鐘提舉因巡歷，乃委知縣莊柔正修之，移舊地之上，陂旁有大榕，日聽訟其下以董役，汁鐵以錮其基，廣十丈，溉田如昔時。”天寶陂采用鐵汁固基的處理方式，這在當時較為罕見。
天寶陂陂首（堰壩工程）主要包含攔河壩、泄洪閘、進水口三大建築物。陂首壩底系魚鱗卵石砌成，壩身以條石砌築而成，呈臺階式結構，壩高3.5米，壩體長216米，其中150米為唐至明代所修的舊壩。引水口設置在大壩右岸，下接19.4公裏長的引水幹渠，幹渠引水流量達每秒1.5立方米。灌溉渠道主要為天然土渠、天然石渠、硬化渠等。
龍江流域面積538 平方公裏，是福清最大的河流，下遊有著廣袤的農田，天寶陂至出海口長19.75公裏，河短流急，屬感潮河段，水質受海潮影響不宜灌溉。
天寶陂處在趕潮斷面上，扼守著龍江的水勢，拒鹹蓄淡，位置關鍵、選址精妙，在航運、引水、灌溉、泄洪、排沙等方面發揮了重要作用。天寶陂選址在彎道下遊河勢較高處，上遊有足夠的集雨面積及水頭，可攔蓄淡水，抵禦鹹潮上溯。同時，利用彎道環流原理，水砂分離，引清水自流灌溉。