白鹤梁在涪陵城下，乌江与长江汇合处的上游约1公里的江心，是一块长约1600米、宽16米的巨型石梁。因其石梁上刻有自唐广德二年(公元764年)至当代的石刻题记165段，3万余字，记录了1200余年间72个年份的水位情况，被誉为“世界第一古代水文站”。石梁上有石鱼14尾，最大的长达2．8米，小的有30厘米。这是目前世界上最早、延续时间最长、数量最多的枯水水文题刻，远远超过了各国大河中类似的水文石刻。
同时，白鹤梁上还布满了历代文人墨客的众多碑铭，纵横交错，琳琅满目，具有极高的艺术价值。其中有黄庭坚、朱熹、庞公孙、王士祯等人诗文题刻，篆、隶、行、草皆备，颜、柳、黄、苏、赵体并存。因而白鹤梁被国家文物部门认定为“国宝级”文物和三峡库区一号保护文物。
“白鹤梁”之所以得其名，是因为传说唐时尔朱真人曾在此修炼，后来得道，乘白鹤而去。白鹤梁外型也酷似一条卧于滚滚江流上的大鱼，因而当地人又叫它“石鱼”。它平常年份一般浸没于江水中，仅冬春枯水期水位最低时才能露出水面。所以石鱼出水的机会较少，或三五年一见，或十余年一见。由于民间有“石鱼出水兆丰年”和“年年有余(鱼)”的说法，每逢石鱼出水，人们奔走相告，观者络绎不绝。于是有人便把石鱼出水的日期、尺度以及记述出水情景的诗文等等，留刻在石梁上面。
1974年在巴黎召开的国际水文工作会议上，中国代表团以《涪陵石鱼题刻》为题，向大会提交报告，白鹤梁的科学价值得到世界公认。
为了保护好白鹤梁，1993年国家文物局就委托有关部门进行保护方案设计，10年间几经波折，先后有3套方案被专家否决。2002年10月，中科院武汉岩土力学研究所的葛修润院士提出的“无压力容器保护方案”通过了国家文物局等15个单位的评审。
这个方案就是在白鹤梁中段题刻最为集中的地方，用钢筋水泥建一个掩体，由两道玻璃斜坡廊道连接到地面陈列室。水下博物馆内配有照明设备，游客可由斜坡廊道进到水下，通过玻璃窗口观赏题刻。水下博物馆可以阻隔江水对石刻的冲刷，但要将江水净化后再泵进掩体内，并以很小的流速循环。
