Pueden darse importantes sinergias y compensaciones recíprocas que no pueden abordarse solo a través de estrategias e inversiones sectoriales. Por ejemplo, producir cultivos bioenergéticos en sistemas de secano o de riego puede ayudar a mejorar el suministro de energía, pero también puede aumentar la competencia por los recursos de tierras y aguas, lo que afectaría a la seguridad alimentaria local. Construir presas para la generación de energía hidroeléctrica puede producir energía y servir como almacenamiento de agua para fines agrícolas y domésticos, pero puede desplazar a personas y afectar negativamente a la disponibilidad de agua en los ecosistemas agrícolas aguas abajo. Estos y otros adelantos similares se beneficiarían de una mayor coordinación a través de un enfoque centrado en el nexo entre agua, alimentación y energía para la optimización de la eficiencia en el uso de los recursos.
Se han adquirido muchas enseñanzas de la trágica desecación del mar de Aral en Asia central como consecuencia de la sobreexplotación de los recursos hídricos para el cultivo de regadío de algodón. Estas prácticas ejercieron presiones excesivas sobre el suministro de agua, lo que produjo salinización, contaminación por productos agroquímicos y por los residuos de las industrias extractivas en los tramos superiores de los ríos, y la pérdida de especies acuáticas y peces y los medios de vida conexos.