Pengelolaan lingkungan yang berkelanjutan memiliki peran penting dalam menjaga keberfungsian dan kelestarian ekosistem serta penyediaan sumber daya alam bagi kehidupan manusia, seperti sumber daya air pertanian. Kajian ini dilakukan untuk mengetahui perkembangan dan merumuskan pola pengelolaan berkelanjutan secara holistik pada sumber daya air pada pertanian untuk tanaman pangan berdasarkan analisis bibliometrik dan pendekatan sistem. Kajian ini dilakukan menggunakan studi literatur sistematis dengan kata kunci pengelolaan sumber daya air pertanian, tanaman pangan, daya dukung lingkungan, dan sosial–ekonomi masyarakat pada basis data dan artikel yang diindeks oleh Scopus selama periode penerbitan 2015–2025. Selanjutnya, dilakukan analisis keterkaitan dan pembentukan cluster menggunakan VOSviewer, serta merumuskan rekomendasi pengelolaan sumber daya air pertanian berkelanjutan menggunakan pendekatan sistem – causal loop diagram (CLD). Terdapat empat cluster dari hasil pemetaan kata kunci dalam pola perkembangan dalam pengelolaan sumber daya air di dunia yaitu sistem (cluster 1), irigasi (cluster 2), pertanian (cluster 3), dan kebutuhan (cluster 4). Pengelolaan sumber daya air pertanian mengarah pada sistem irigasi dan pertanian presisi. Pendekatan holistik yang mencakup koneksi dan sinergi antara aspek lingkungan baik berupa dinamika neraca air dan peningkatan kinerja ekosistem pertanian, aspek sosial yaitu sistem kelembagaan dan institusi dalam pengaturan penggunaan air, serta aspek ekonomi mencakup transformasi teknologi dan pertanian presisi dalam mendukung produktivitas tanaman pangan.