Sebagai seorang pejabat, memungkinkan Li Daoyuan melakukan investigasi lapangan di berbagai tempat. Dia diketahui telah mengunjungi daerah-daerah seperti provinsi Henan, Shandong, Shanxi, dan Jiangsu.[2][3] Li menjelajahi sungai dan mengunjungi tempat-tempat menarik di Tiongkok, sekaligus untuk memeriksa dan mencatat adat istiadat, sejarah, cerita serta legenda penduduk lokal. Tetapi karena terjadi perpecahan Dinasti Utara dan Selatan, beberapa wilayah tidak dapat dikunjunginya secara langsung, sehingga beberapa informasi merupakan kutipan dari karya-karya orang lain.
Pengetahuannya diperoleh dari studi tentang buku-buku geografis kuno seperti: "Shan Hai Jing" sebuah kitab di masa awal Dinasti Han Barat dan "Shui Jing" (水經) (yang sekarang sudah hilang), ditulis oleh Sang Qin pada Zaman Tiga Negara yang kemudian diulas oleh penulis Guo Pu pada masa Dinasti Jin.
Li memperluas isi kitab Shui Jing, dengan melakukan penelitian dan survei lapangan secara langsung. Kitab Shui Jing yang asli berisi informasi 127 sungai dan kanal di Tiongkok serta terdiri sekitar 10.000 aksara Han.[2] Sedangkan isi kitab Shui Jing Zhu karya Li Daoyuan hampir 10 kali lipat daripada kitab Shui Jing yang asli. Kitab Shui Jing Zhu berisi data 1.252 sungai termasuk kanal dan aliran sungainya di Tiongkok, dilengkapi pula dengan catatan sejarah, geografi, dan budaya daerahnya masing-masing. Kitab Shui Jing Zhu terdiri dari 300.000 aksara Han,[3] dan ahli geografi Jepang, profesor Geichiro Miura mengatakan bahwa Li Daoyuan adalah "ahli geografi terbesar di dunia pada Abad Pertengahan".[4]
