تشکیلات زمین‌شناسی سنگ ‌ها، ماسه ‌ها و شن ‌ها مقادیر قابل توجهی آب را در خود نگه می ‌دارند. اگرچه ممکن است سطح زمین از مواد جامد مانند سنگ ساخته شده باشد، اما در واقع این مواد متخلخل هستند. آب های زیرزمینی با اشغال فضاهای کوچک بین ذرات، مخازن زیرزمینی را تشکیل می دهند. تخلخل یک بستر، تعیین کننده مقدار آبی است که می تواند ذخیره کند. آبخوان لایه ای از بستر نسبتا متخلخل است که آب های زیرزمینی را در خود جای داده است. از آنجایی که آب به دلیل جاذبه به سمت پایین جریان دارد، قسمت ‌های عمیق‌ تر سفره ‌های زیرزمینی معمولا اشباع‌ از آب ‌های زیرزمینی هستند. سطح بالای این لایه اشباع، سطح ایستابی نامیده می شود. آب های زیرزمینی، چشمه ها، رودخانه ها، دریاچه ها و تالاب ها را تغذیه کرده و عمدتا از بارش باران و برف که به زمین نفوذ می کند شارژ می شوند. آب های زیرزمینی را می توان از طریق پمپ ها و چاه ها برداشت نمود. آب های زیرزمینی حدود 30 درصد از آب شیرین جهان را تشکیل می دهند. آب های زیرزمینی به طور متوسط ​​یک سوم آب شیرین مصرف شده توسط انسان را تشکیل می دهند، اما در برخی از نقاط جهان این مقدار می تواند تا 100٪ برسد. به طور کلی آب های زیرزمینی منبع مطمئنی برای تامین آب برای کشاورزی هستند و می توان از آنها به شکلی انعطاف پذیر استفاده کرد. زمانی که بارش کم باشد می توان آب زیرزمینی بیشتری استخراج کرد و زمانی که بارش پاسخگوی تقاضای کشاورزی باشد نیاز به برداشت کمتری از آب زیرزمینی خواهد بود. در سطح جهانی، آبیاری بیش از 70 درصد از کل برداشت آب (اعم از آب های سطحی و زیرزمینی) را تشکیل می دهد. تخمین زده می شود که آب زیرزمینی برای حدود 43 درصد از کل مصرف آب آبیاری مورد استفاده قرار می گیرد. آب های زیرزمینی بخش بزرگی از آبی را که برای آشامیدن، بهداشت، تولید مواد غذایی و فرآیندهای صنعتی استفاده می کنیم، تامین می کند. جدول زیر میزان برداشت این منبع را در سه بخش  نشان می دهد:

 

 

 

 

 

 

آمار نشان می ‌دهد تا سال ۲۰۵۰ میلادی نزدیک به ۵۵ درصد نیازهای آبی بشر از منابع آب زیرزمینی استحصال می ‌شود و اگر به همین صورت ادامه یابد، ۷۰درصد کشورهای جهان به نوعی با تنش آبی روبرو می ‌شوند. در دهه‌ های پیش، کشور ما از ۱۳۰ میلیارد مترمکعب منابع آب زیرزمینی برخوردار بود اما در ۲۰ سال گذشته منابع آب تجدیدشونده به ۱۱۰ میلیارد مترمکعب و در ۶ سال گذشته به کمتر از ۱۰۰ میلیارد مترمکعب کاهش یافته است. از آنجا که این منبع نامرئی تأثیر قابل مشاهده ای بر حیات زمین دارد، تمرکز بر حفاظت از آب های زیرزمینی در برابر بهره برداری بیش از حد و آلودگی ضروری است.