地下水库的核心功能是调节水资源的时空分布。建立地下水库，进行水资源的地下调蓄，是实现水资源管理目标的重要环节。为便于地下水管理，地下水库的范围应包含一个或几个完整的水文地质单元。地下水库与地表水库的基本区别在于，地下水库既可以是现实有水的水库，也可以是准备未来储水用的空库。建立地下水库前需要查清水库的边界条件和库区内的地质、水文地质条件以及各种水文地质参数值，库内现有地下水的水质状况，库区内或邻近地区是否有充足的优质水源。

对拟建立的地下水库要计算地下库容和最大、最小蓄水量。根据地区具体情况，确定库区内允许地下水位的变动区间。蓄水后库内地下水位一般应低于植物根部和毛细带以下深度，以减少地下水的无效蒸发，避免土壤盐碱化和沼泽化，以及地下建筑被淹没等事故的发生。但也要避免地下水位过低，以免造成水井吊泵和相关的环境地质问题。地下水库的水质必须达到建库目的所要求的水质标准。地下水库的地点选择要尽量避免天然或人为的污染源。对区域内已有的各类污染源，如生活和工农业废水及可能的海水入侵，以及相邻含水层中劣质水的入侵等，都要采取措施进行改良、控制，乃至严格做杜绝处理。对建库后因蓄水和抽水引起的各种环境地质问题，包括水质状况及其演变趋势，要进行监测和预报。地下水库蓄水时存在滞后过程，不同水文地质条件，其滞后时间不同，因此须研究地下水库蓄水量和地下水位随时间变化的过程。

地下水库开发利用的最佳管理方案是地下水库交替开发的方案，即在旱季或在停止地表供水的时期取用库内地下水，而在雨季蓄水。为了充分发挥地下水库的作用，在抽取库水时，其取水量一般可以大于正常开采量，以便为雨季或人工蓄水时腾出库容。