地下一定深度出现地下水面。地下水面以下是岩土空隙完全充水的饱水带；其上为空隙没有完全充水的包气带，又称非饱和带。狭义的地下水是指饱水带内能在重力作用下运动的重力水。广义的地下水，则包括包气带及饱水带岩土空隙中各种赋存状态的水。

地下水作为地球水圈的组成部分，参与水文循环。大气圈的水汽凝结为雨和雪等，降落到地面。大气降水一部分沿地表汇集于低处，成为地表水，另一部分渗入地下，成为地下水。地下水一部分直接蒸发返回大气，其余部分在地下运动，形成地下径流。在合适条件下地下径流向河、湖排泄或出露地表成泉，最后汇入海洋。有一小部分地下径流直接排入海洋。

饱水的岩土构成了巨大的天然储水库，吸收雨季及丰水年份的降水，留存到旱季或缺水年份，对水资源起着调节作用。岩土对水进行过滤，使地下水变得洁净。地下水在岩土中流动，含有一定的矿物质。与地表水相比较，地下水是更为理想的天然饮用水源。地下水与地表水相互依存，在一定条件下可以相互转化。  

地下水按存在形式可分为结合水、液态水（重力水和毛细水）、固态水和气态水等。附着于空隙壁面，不能在重力作用下运动的是结合水。只有当水力梯度大到足以克服其抗剪强度时，结合水才能流动。固体表面结合水层以外的水分子，受重力的影响大于固体表面吸引力，在重力作用下能流动的水是重力水。溢流的泉水和从井中取出的水，都是重力水。包气带气、液、固三相并存，其细小空隙中出现弯液面，分布着既受重力作用、又受毛细力（弯液面力）影响的水称为毛细水或毛管水。

低于冰点时，岩土空隙中的液态水转为固态水。中国北方冬季常形成冻土，东北及青藏高原还存在多年冻土。

未饱水的岩土空隙中存在气态水。气态水从水汽压力（绝对湿度）大的地方向小的地方运移，因此，即使地下水位深度较大，依然可以通过气态水形式向大气蒸发。

地下水按含水岩层埋藏条件（含水岩层在剖面中的部位和受隔水层限制的情况）分为包气带水、潜水及承压水（见图）。地下水示意图地面以下潜水面以上的水属包气带水，以结合水、毛细水及重力水形式存在。其中赋存于土壤层中的水是土壤水。季节性滞留于局部隔水层之上的重力水称上层滞水。潜水是饱水带中第一个具有自由水面的含水层中的水。承压水是充满于两个隔水层之间的含水层中的水。通常孔隙水分布于松散岩土孔隙中，裂隙水赋存于坚硬岩石裂隙中，岩溶水存在于溶穴中。

按含水介质的空隙类型，可分为孔隙水、裂隙水及岩溶水（喀斯特水）。将以上两者组合，可分出9类地下水：孔隙包气带水、孔隙潜水、孔隙承压水、裂隙包气带水、裂隙潜水、裂隙承压水、岩溶包气带水、岩溶潜水和岩溶承压水（见表）。按含水介质类型的组合特点可分为孔隙-裂隙水、裂隙-岩溶水等类型。按水质和水温特点，地下水又可分为矿水、高矿化水、地下热水等。

按流线形态，地下水的运动一般分为层流和紊流。当水在岩土空隙中渗流时，水质点有秩序地、互不混杂地流动，称为层流运动。绝大多数天然地下水的运动都属层流运动。水质点无秩序地、互相混杂的流动，称为紊流运动。在宽大的空隙（如岩溶管道、宽大裂隙）中，如果水的流速较高，则易呈紊流运动。按运动要素（水位、流速等）是否随时间变化，地下水运动分为稳定流和非稳定流。所有运动要素都不随时间变化的运动称为稳定流，有一个运动要素随时间变化的运动则为非稳定流。天然地下水流多数为非稳定流。

地下水补给来源主要是降水入渗和地表水，此外还有灌溉水补给、人工补给和侧向补给。在昼夜温差大的沙漠地区，包气带中的凝结水对于地下水补给有一定意义。地下水的排泄方式有泉或直接排入地表水体。干旱地区潜水埋藏浅时，则以蒸发排泄为主；植被茂盛地区植物蒸腾是地下水不可忽视的排泄方式。此外还有人工排泄如抽水、矿坑排水等。地下水的补给与排泄随时间而变化。雨季降水集中，补给增强，储存量增加，引起地下水位上升；旱季地下水缺乏补给，不断排泄，储存量减少，地下水位下降。人工开采地下水增加地下水排泄，修建水库会增加地下水补给。

地下水在含水层中循环的时间。地下水年龄与地下水的形成密切相关。有3种基本情况：沉积成因的古封存水，封闭型水文地质构造中的古溶滤水和古混合水，参与现代水文循环的潜水和承压水。研究和查明地下水的年龄对于地下水循环和再生过程、地下水污染速度、地壳内水化学成分分带性、水的成因类型和水资源评价，以及油气田、盐类和金属矿床成矿研究等方面均有重要意义。确定地下水年龄的方法有水动力学法和水化学（同位素）法。一般常用于确定地下水年龄（绝对年龄和相对年龄）的同位素有：³⁶Cl、³H、惰性气体同位素、¹³C、¹⁴C、¹⁶O、¹⁷O、¹⁸O、²H等。水化学（同位素）法测定的年龄具有一定的相对性和平均性，并非水的真实年龄。

指发育于内部具有统一水力联系、与外界相对隔离的地下含水系统或含水层之中，具有一定质量和数量，可供人类应用的地下水。有一定边界限定，与周围的地下水相对隔离的地下储水体，称作地下含水系统。同一含水系统中的地下水具有统一的水力联系，在其任何一部分补给或排泄地下水，都会影响整个含水系统。任一含水系统通常都包含有两类性质不同的水量：一类是经常参与水文循环的水量，称作补给资源（补给量）；一类是储容于含水层中的水量，称作储存资源（储存量）。补给资源是年复一年可以动用的水量。储存资源可在干旱缺水时节动用，并在丰水季节补还，用于调剂时间上水量的余缺。

地下水作为资源、环境生态因素、地质营力以及信息载体而与人类密切相关。地下水不仅是理想的供水水源，某些具有特殊组分与性质的地下水——矿水，还可用来治病或充作饮料。含有大量盐类或有用组分（如溴、碘、锶、钡）的地下卤水，是珍贵的液体矿产。地下热水是一种有价值的热能。地下冷水能为空调提供冷源。地下水还是重要的环境生态因素。地下水位的深浅对土壤、植被等有很大影响。地下水位过浅造成土壤沼泽化。在干旱地区还会引起土壤盐渍化。干旱地区地下水位过深，则使植被枯萎、土壤沙化。深部采矿及进行各种地下工程（隧洞、地下厂房）时，必须防治地下水的涌入。持续大量排除或开采地下水，往往导致地面沉降以及海水或咸水入侵淡水含水层。随着人口增长及工农业发展，各种废料排放对地下水污染愈来愈引起人们的关切。

地下水也是一种活跃的地质营力。地下水流动时带走松散沉积物中的细小颗粒形成空洞称作潜蚀，潜蚀可造成地面与坝体坍塌；地下水孔隙压力的变化有时会导致边坡与坝体的不稳定；在矿床的形成及石油迁移、积聚形成油藏过程中，地下水起着重要的作用。

地下水是重要的信息载体。根据地下水含有的某些组分可以寻找金属矿床与油藏；地下水位与化学成分的变化，常是地震临震预报的重要根据之一。