地下水均衡的研究在水资源管理、环境保护和农业灌溉中具有重要意义，能够帮助理解和预测地下水资源的变化及其对环境的影响。

地下水均衡以地下水为对象的均衡研究。目的在于阐明某个地区在某一段时间内，地下水水量（盐量、热量）收入与支出之间的数量关系。进行均衡计算所选定的地区称作均衡区。它最好是一个具有隔水边界的完整水文地质单元，进行均衡计算的时间段，称作均衡期，可以是若干年，一年，也可以是一个月。某一均衡区，在一定均衡期内，地下水水量（或盐量、热量）的收入大于支出，表现为地下水储存量（或盐储量、热储量）增加，称作正均衡；反之，支出大于收入，地下水储存量（或盐储量、热储量）减少，称作负均衡。

根据水的质量守恒定律（又称水量平衡原理），计算地下水系统中各部分的水量进出情况。在一个定义明确的地下水系统中，地下水的输入与输出之差等于地下水储量的变化。其数学表达式为：

式中，为地下水储量的变化（增量或减量）；为降水入渗到地下水的补给量；为通过人工灌溉和河流渗透等方式补给地下水的量；为蒸发蒸腾损失量；为地下水通过人工开采（如井取水）或天然排放（如泉水）的排出量；为地下水流出地下水系统的量（如地下水向下游或其他水体的流动）。

包括：①水资源管理。地下水均衡的分析是区域水资源评估的基础。通过地下水动态监测和水文地质实验，计算地下水允许开采量，制定合理的开采方案，防止出现地下水超采和地面沉降等问题。②农业灌溉。在农业领域，地下水均衡用于优化灌溉策略，确保农业用水的有效利用，避免地下水资源的过度消耗。③环境保护。地下水均衡分析在环境保护中用于监测湿地和河流的生态健康，了解污染物在地下水中的扩散和稀释过程，评估污染风险并采取防治措施。④城市规划与管理。在城市规划中，地下水均衡用于设计排水系统和地下水回收方案，管理地下水资源以满足城市发展的需要。