江戸期に入ると、用水開発が各藩で実施されるようになる。加賀藩では、藩主利常の代に板屋兵四郎の指揮によって寛永9年(1632年)に完成した辰巳用水が有名である。この時代に普及していた土木工事用測量儀が、町見盤(ちょうけんばん)と呼ばれる水平度合い測定器であり、辰巳用水開発に使用されたとする報告がある。離れて点在する複数地点の同一高さを、水平回転盤上に固定した照準穴を通して肉眼で確認するものである。現代のトランシットが備えている機能の一つであるが、町見盤は被測定物と周囲との明暗差が必要なため夜間にしか使用できない機器である。町見盤よりも原始的な水盛台（水準器）を用いたのではないかとする文献もある。しかし、加賀藩が町見盤や水盛盤を用水開発に用いたことを明記した史料は見つかっていない。内川の左岸に提灯を並べ、それらを右岸から眺めて長坂用水の開渠や隧道の連結点を定めたことを長坂土地改良区の会員が伝承していることから、長坂用水開発にも何らかの水準検出器が使用された可能性は高い。連結点が定まると、隧道掘削の場合はまず各連結点に横穴を掘り、各横穴から上流と下流へ向かって隧道本線を多点同時に掘り進めることが可能になる。これにより、工期が短縮されると同時に、掘った岩屑（ずり）の排出や用水点検などが容易になるなどのメリットがある。長坂用水開発は利常も板屋兵四郎も死去した後に行われたが、計17箇所存在する隧道のなかでも、特に長坂用水上流の隧道に見られる多数の横穴は辰巳用水と同様であり、用水開発技術は辰巳用水以後も着実に工事関係者へ伝授されていたことがわかる。長坂用水開発の17年前、それまで禁止されていた紅毛流測量術と呼ばれる測量法の使用が幕府によって解禁された。これはオランダ経由で日本へ伝わり、磁石で方位を計測（羅針術）するもので、測定精度が高く、地図などの縮図作成も可能になる技術である。金沢市の用水のなかでも比較的新しい長坂用水に、当時の先端技術と呼べる紅毛流測量術が採用されていた可能性があり、これが確認されれば辰巳用水にない価値があるとする文献があり注目される。いくつかの文献は、隧道掘削に用いられたはずのツルハシ、タガネ、玄能などの工具を、隧道のノミ跡や当時の史料から推測しているが、現代のゴーグルに相当するものが無い時代の目の保護方法などについて触れた史料や文献は見当たらず、工事技術については依然として謎が多い。唯一、岩屑（ずり）の排出にもっこを使用したことが長坂用水関連史料に明記されていることから、法師の隧道の小学生見学会ではもっこ棒を前後二人で担ぐ体験会を実施しており、特に男子児童に人気がある。
1500年、ゴリツィア伯爵家の継承者が絶え、ゴリツィア伯（ゲルツ伯）の称号と領地はハプスブルク家のマクシミリアン1世のものとなった。その後、ヴェネツィアによる占領（1508年 - 1509年）もあったが、ゴリツィアの町はハプスブルク君主国による統治の下で発展を遂げた。町並みはゴリツィア城の下まで拡大し、北イタリアから移り住んできた人々が商業活動を始めた。ゴリツィアはさまざまな民族の暮らす町であり、フリウリ語・ヴェネト語・ドイツ語・スロベニア語が話された。16世紀半ば、ゴリツィアは宗教改革におけるプロテスタントの中心地のひとつとして注目された。スロベニア人の有名な宗教改革者プリモシュ・トルバル (Primož Trubar) も、この町を訪れて説法を行っている。しかしながら16世紀末、当地の修道院長であったヤネス・タヴチャル（Janez Tavčar、のちのリュブリャナ司教）によって対抗宗教改革が推進され、カトリック側の巻き返しが行われた。タヴチャルが当地に誘致したイエズス会は、その後のゴリツィアの教育と文化に大きな影響を及ぼすことになる。聖イグナチオ・ロヨラ教会 (it:Chiesa di Sant'Ignazio (Gorizia)) は、17世紀半ばに建築が開始され、約100年をかけて完成した。1751年、アクイレイアの総大司教座 (Patriarchate of Aquileia) が解体された際、ゴリツィアに大司教区 (Roman Catholic Archdiocese of Gorizia) が置かれ、ハプスブルク君主国におけるカトリックの宗教行政の中心のひとつとなる。ゴリツィア大司教区は、北はドラーヴァ川、東はコルパ川までを管轄地域とし、大司教区内にはトリエステ・トレント・コモ・ペデナの各司教区が所属していた。大聖堂を中心とした新しい街区が整備され、大聖堂にはかつてアクイレイアの教会堂に収められていた文化財が移されてきた。町には典型的な後期バロック様式の邸宅群が数多く建てられ、特徴的な景観を作り上げた。また、市壁の中にシナゴーグが建設されたことは、多民族性に対して比較的寛容だったこの町の気風を語るものである。ナポレオン戦争中、1805年にはイタリア王国の一部に、1809年にはイリュリア州の一部に編成され、1813年までフランスの支配下に置かれた。ハプスブルク君主国の統治下に復すと、ゴリツィアを含む「ゲルツ伯領」はオーストリア帝国を構成するイリュリア王国 (Kingdom of Illyria) の一部となった。この時期、ゴリツィアはオーストリアの上流階級の間では夏の滞在地として知られるようになり、「オーストリアのニース」として呼ばれた。この地の住人には七月革命で王位を追われたブルボン家の人々もあり、ブルボン朝最後の王であったシャルル10世もこの地で終焉を迎え、埋葬されている（墓地のある受胎告知教会は、現在ノヴァ・ゴリツァ側に属する）。「諸国民の春」と呼ばれた1848年の革命も、周辺地域とは異なりゴリツィアの町にはほとんど影響を与えず、「静かで王家に忠実な地方都市」との世評を再確認させることになった。1849年、「ゴリツィア伯国」はトリエステやイストリアを含むキュステンラントに属することとなった。1861年、「ゲルツ伯領」は「ゲルツ・グラディスカ公国」 (Gorizia and Gradisca) に再編され、自治権が認められた。この時期のゴリツィアの町は、中心部ではイタリア語・ヴェネツィア語・フリウリ語・ドイツ語・スロベニア語が行き交う多民族都市であり、郊外にはフリウリ人・スロベニア人の暮らしが広がっていた。1910年のオーストリアの国勢調査によると、ゴリツィアの人口2万9291人のうち、イタリア語・フリウリ語を母語とする者が50.6%、スロヴェニア語を母語とする者が36.8%、その他スラブ系言語を母語とする者が1.3%、ドイツ語を母語とする者が11.1%であった。また、ユダヤ教の信仰を持つ者が0.9%いた。イタリア人とフリウリ人・スロベニア人の間には緊張もあったと記録されてはいるが、第一次世界大戦の勃発までゴリツィアの町は比較的寛容であり、イタリア人・フリウリ人およびスロベニア人の文化がともに花開いていた。