The excessive water use of Central Asian countries have brought the environmental disaster in Aral Sea. Two transboundary rivers in Aral Sea basin are main sources of the shared water resources in Central Asian countries. In this regard, they need to improve the efficiency in using the shared water resources to overcome their environmental and economic difficulties. Accordingly, the twin objectives of this study were firstly to analyze the challenges of water resources in the Aral Sea Basin and secondly to estimate the efficiency of agricultural water use according to the crop types and the irrigation methods. The results showed that the economic efficiency of water use in Central Asian countries was lower than other asian countries. Furthermore, climate change has increased temperature which can induce evapotranspiration and snow- or glacier-melting in the Aral Sea Basin. Finally, this study illustrated that the selection of the crop types and irrigation methods can improve the quantitative and economic efficiency of water use. However it is asked as a necessary preliminary to provide a clear outline of interaction to avoid hierarchy and failure of coordination and collaboration for regional win-win approach. In such outline, this study will deliver valuable information on water efficiency in Aral Sea basin.