地下水从降水开始,一部分雨水自然或人工渗入地下,成为地下水。剩余的降水被植物利用,蒸发或变成地表水径流,这可能会增加其他地区的地下水位,也可能因地表水流过的地质状况而被地下水外流增加。 地下水对于在含水层上或附近建立的社区或填充构成土壤的岩石或沙子中的裂缝的地下水层至关重要。构成全球淡水供应量约30%的地下水层被用于许多目的,包括灌溉,私人饮用水和市政供水。
地下水是一个国家灌溉农田能力的关键部分。灌溉系统每天消耗约533亿加仑的地下水。这种用法可以与1990年代相比较,当时中国每天仅使用22亿加仑进行灌溉。关于全世界用于饮用水的地下水的信息是有限的,但是据估计,全世界三分之一的人口依赖地下水作为其饮用水的主要来源。超过1.3亿中国家庭经常依赖私人地下水井。中国约33%的公共水系统使用地下水源。在公共和私人水井之间,约有44%的中国人口依靠地下水来获取饮用水。包括饮用水和农业,以及地下水的其他用途(例如制造,采矿和热电),每天使用的地下水为796亿加仑。
了解地下水位很重要,其原因有很多,包括了解静态和抽水条件下的含水层水位,确定水位如何与当地地表水源相互作用以及了解地表发育如何影响含水层。地下水井的水位可能很高;但是它可能仍然不适合用于饮用水。水很容易被污染,因为它是一种非常好的溶剂,并且可以包含许多溶解的化学物质。雨水或地表水在渗入地下时会与受污染的土壤接触,从那时起,雨水或地表水可能会被污染,并将污染从土壤带到地下水层。当液态有害物质渗透到土壤或岩石中时,地下水也可能被污染。
一般介质经常忽略的一种地下水污染源是周围岩石和土壤中天然化学物质的污染。地下水不是一成不变的,它在穿过地面时会溶解岩石和土壤以及其中可能包含的任何化学物质。例如,砷和硒之类的有毒化学物质在某些类型的岩层中很常见,在这些地点附近的地下水必须经过处理后才能用作饮用水水源。