现代地理学家把他们的研究工作分成两大部分，即室内工作与野外工作。甚至在地理系学习的学生，他们的学习内容，也包括课堂教学和野外实习两大部分。前面已经提到郦道元的工作方法，资料占有和资料分析，都属于室内工作。作为一个地理学家，还有一部分工作必须在野外进行，这就是野外考察，也就是郦道元在《水经注序》中所指出的："脉其枝流之吐纳，诊其沿途之所躔，访读搜渠，缉而缀之"。野外考察是郦道元治学方法中的重要部分，也是《水经注》获得如此辉煌成就的重要原因。在《水经注》以前，我国已经有了不少地理著作，但这些著作，多半缺乏野外考察的基础。在"地理大交流"的时代，在《水经注》成书的前前后后，前面已经提及，各种地理著作风起云涌。这些地理著作当然和古代不同，它们之中有不少具有第一手或第二手的资料，包括野外考察的成果在内。但是这中间也找不出一部地理著作，集中如此大量的野外工作成果而可以与《水经注》相颉颃的。郦道元从事野外考察工作的治学方法和勤勉精神，是后世地理学者的极好榜样。
郦道元从他的少年时代开始，就悉心观察他周围的野外地理事物。他的父亲郦范任官青州刺史，他年幼随父于任所，因此，他对那个地区的地理概况，不论是山川城邑，还是草木景物等，都是十分熟悉，了如指掌的。他青少年时代在这个地区的野外工作成果，在《水经注》中有许多反映。卷二十六《淄水》经"东北过临淄县东"注中关于营丘的描述，就是其中一个很好的例子。注云：余按营陵城南无水，惟城北有一水，世谓之白狼水。水西出丹山，俗谓之凡山也。东北流，由《尔雅》出前左之文，不得以为营丘矣。营丘者，山名也。??今临淄城中有丘，在小城内，周围三百步，高九丈，北降丈五，淄水出其前，敌有营丘之名，与《尔雅》相符。这里，郦道元在营丘这个小小冈阜上所做的野外考察工作，是令人佩服的。不仅是位置、周围长度和高度都有精确的测算，连小丘南北坡的高度差异也不轻易放过。可见他在野外地理工作中的细致踏实。这是他青少年时代的野外考察工作的例子。
郦道元在其进入仕途以后，其中有好几年，他跟随北魏国君拓跋宏到各处巡狩。特别是在今内蒙古阴山一带的多次跋涉，使他获得大量野外考察成果。其中有许多也反映在他的著作之中。卷三《河水》经"又北过北地富平县西"注中，他记载了许多他在旅途中发现的古代游牧民族的岩画，注云：河水又东北历石崖山西，去北地五百里，山石之上，自然有文，尽若虎马之状，粲然成著，类似图焉，故亦渭之画石山也。
在同卷经"至河目县西"注中又说：（河水）东流迳石迹阜西，是阜破石之文，悉有鹿马之迹，故纳斯称焉。《水经注》记载的阴山岩画，近年以来已被内蒙古的文物考古工作者所发现。在阴山山脉西段的狼山地区，西起阿拉善左旗，中经磴口县、潮格旗，东至乌拉特中后联合旗，东西长约三百公里，南北宽约四十至六十公里，在深山幽谷和峭丽的山巅上，已找到了一千多幅各种内容的岩画。①这一次内蒙① 盖山林《举世罕见的珍贵古代民族文物--绵延二万一千平方公里的阴山岩画》，《内蒙古社会科学》，1980 年第2 期。
古文物考古工作者对阴山地区古代岩画的考察，是根据《水经注》提供的线索进行的，而结果获得成功，郦道元在野外工作中播下的种子，在一千四百多年后的今天结出了丰硕的果实。
在阴山地区，郦道元还通过野外工作，记录了这一带的自然植破概况。
卷三《河水》经"又东过云中桢陵县南，又东过沙南县北，从县东屈南，过沙陵县西"注云：余以太和十八年，从高祖北巡，居于阴山之讲武台。??自台西出南上山，山无树木，惟童阜耳。
他在这次旅行中，沿途考察山川沙漠，并以他实地考察的结果，纠正了过去某些文献的错误。同卷经"至河目县西"注河水又南迳马阴山西，《汉书音义》曰：阳山在河北，阴山在河南。谓是山也。而即实不在河南。《史记音义》曰：五原安阳县北有马阴山。今山在县北，言阴山在河南，又传疑之，非也。余按南河、北河及安阳县以南，悉沙阜耳，无佗异山。故《广志》曰：朔方郡北移沙七所。而无山以拟之，是义、志之僻也。
这里，他以亲眼看到的事实，纠正了《汉书音义》和《广志》的错误。
此后，他年齿增长，如前面已经指出的，曾先后到冀州（今冀南鲁北一带）、颖州（今河南省长葛县附近）、鲁阳、东荆州等地任官。他不仅在任官的当地，并且也在旅途往返之中，进行认真地野外地理考察。把考察所得的成果，写入他的著作之中，他任官东荆州刺史时，州治在比阳县城（今河南省泌阳县城附近）。他考察县城一带的山川地理，并且纠正了《水经》的错误。在卷二十九《比水》经"比水出比阳东北太胡山，东南流过其县南，泄水从南来注之"注下，他提出了他在刺史任上的野外考察成果，注云：经云，泄水从南来往之。然比阳无泄水，盖误引寿春之沘泄耳。余以延昌四年，蒙除东荆州刺史，州治比阳县故城，城南有蔡水，出南磐石山，故亦日磐石川，西北流注于比，非泄水也。
他在舟车劳顿的旅程之中，也同样不辞辛劳地从事野外地理考察工作，并且同样地以其考察成果纠正其它文献的错误。卷二十五《泗水》经"泗水出鲁卞县北山"注云：《地理志》曰：出济阴乘氏县。又云：出卞县北。经言北山，皆为非矣。《山海经》曰：泗水出兽东北。余昔因公事，沿历徐沇，路迳洙泗，因令寻其源流，水出卞县故城东南桃墟西北。
对于泗水的源头，上列几种文献都不相同。《汉书·地理志》说它发源于乘氏县（今山东省菏泽县附近），《水经》说它发源于卞县（今山东省泗水县附近）北山，《山海经》说它发源于鲁（今山东省曲阜县一带）东北。郦道元在他的一次旅行途中，考察了这条河流的上源，以他亲眼所见的事实，纠正了各种文献中长期来以讹传讹的错误。
郦道元的野外地理考察工作，并不是简单地沿途创览，而是与地图对照，文献查阅，父老访问等方法结合进行的，这是一整套科学的野外工作方法。因此，他所获得的野外考察成果，大部确实可靠，具有很高的价值。他在考察濡水（滹沱河支流）沿岸的一些古代墓葬时，就采用了访问和文献查阅相结合的方法。卷十一《易水》经"东过范阳县南，又东过容城县南"注云：濡水又东迳武阳城西北，??其水侧有数陵坟高壮，望若青丘。询之古老，访之史籍，并无文证，以私情求之，当是燕都前古坟也。或言燕之坟茔，斯不然矣。
他在担任鲁阳太守的时期，还结合地图、方志，进行了他的野外地理考察工作，查勘淮河支流汝水的发源情况。卷二十一《汝水》经"汝水出河南梁县勉乡西天息山"注云：余以永平中，蒙除鲁阳太守。会上台下下列山川图，以方志参差，遂令寻其源流，此等既非学徒，难以取悉，既在迳见，不容不述。
从下面的一个例子中，我们可以看到，他甚至在盛夏酷暑季节，旅途之中仍然不顾疲劳，进行野外考察，卷三十一《淯水》经"淯水出弘农卢氏县支离山，东南过南阳西鄂县西北，又东过宛县南"注云：（洱）水北有张平子墓，墓之东，侧坟有平子碑，文字悉是古文，篆额是崔瑗之辞。盛弘之、郭仲产并云：夏侯孝若为郡，薄其文，复刊碑阴为铭。然碑阴二铭乃是崔子玉及陈翕耳，而非孝若，悉是隶字，二首并存，尝无毁坏。又言墓次有二碑，今惟见一碑。或是余夏景驿途，疲而莫究矣。
从上面列举的几个例子可以看到，郦道元野外地理考察工作，是非常勤勉认真的。可惜他生在一个南北分裂，干戈扰攘的时代，而他所憧憬的全国一统的局面，要到他死后半个多世纪才获实现。因此，虽然他毕生重视野外地理考察工作，但他的足迹所能到达的，却限于北魏势力所及的范围，包括长江在内的南方许多河流，他只好完全求之于文献资料。清初郦学家刘献廷说："予尝谓郦善长天人，其注《水经》，妙绝古今。北方诸水，毫发不失，而江、淮、汉、沔之间，便多纰缪。郦北人，南方诸水，非其目及也。"①《水经注》所记载的南方河流中，确实存在不少错误。尽管这些错误对于这部撰成于十四个世纪以前的古代名著来说，实属瑕不掩瑜。但是假使郦道元在当年能够亲眼看到南方各地的山河风景，可以设想，今天我们读到的《水经注》，必将更为生动完美。
① 《广阳杂记》卷三。
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