按照“模型黄河”体系中各个构成部分，其主要研究对象如下：
　　黄土高原沟道坝系模型：主要开展小流域动态实体模型相似理论研究；小流域水力侵蚀产沙机理及基本规律研究；重力侵蚀的动力机制和过程研究；坝系拦泥减蚀力学机理研究；坝系相对平衡理论研究等。

　　水库模型：水库模型将包括三门峡库区和小浪底库区模型两部分。三门峡库区模型的主要研究三门峡库区演变规律；潼关高程（潼关高程：是指黄河潼关第六断面1000立方米每秒流量时的相应水位，其变化揭示渭河下游河道淤积状况。）演变规律及发展趋势；三门峡库区治理方案等。小浪底库区模型主要开展不同边界条件下的库区纵向与横向调整过程、淤积形态及其影响范围，异重流（两种或者两种以上比重相差不大、可以相混的流体，因比重的差异而发生的相对运动。即：如果一种流体沿着交界面的方向流动，在流动过程中不与其它流体发生全局性掺混现象的流动。）排沙等研究。

　　河道模型：主要开展河道演变规律、河道排洪能力、河道治理措施和方案、疏浚及挖河固堤关键技术、水库调水调沙运用方案、洪水演进预演预报等研究。

　　河口模型：分为河口河道段和河口海域段两部分。河口河道段主要研究河口河道挖河固堤关键技术、河口分沙放淤关键技术、河口河道整治方案。河口区海域段主要研究河口演变规律、河口综合治理措施及方案、综合整治对滨海区域泥沙输移的影响、黄河河口动床实体模型设计关键技术等。

　　堤防工程模型：主要研究黄河下游堤防出险机理、堤防隐患探测及处理技术、堤防及河道整治工程及穿堤建筑物险情预警技术、堤防抢险堵漏堵口技术、不抢险坝或少抢险坝技术等。

　　基础研究模型：主要开展黄土高原沟道坝系模拟理论技术研究，泥沙运动基本理论研究，高含沙水流基本特性研究等。