岩性和构造是地下水形成的重要条件。岩石的空隙是地下水蓄存和运动的场所。在一定条件下，松散的砂砾层和裂隙发育的坚硬岩层中可积蓄大量水分，形成良好的含水层。结构致密、完整少缝的岩层（如黏土层、泥页岩等）常构成隔水层，使地下水不致向下流失。因此，上部为含水层，下部为隔水层的构造是寻找地下水的重要条件。

含水层的富水程度还受地质构造的控制。例如岩石受挤压而破碎，裂隙增多，在断裂破碎带附近，常可形成良好的含水层。

在自然地理条件中，气候、水文和地形因素对地下水的影响最为显著。浅层地下水常受到当地气候的影响。在干旱地区，由于大气降水的渗入量很少，使地下水的盐度增加，成为高矿化度的地下水。在湿润地区，表层地下水接受大量大气降水和地表水的渗入，水量丰富，矿化度较低。在寒冷地区，地下水处于多年冻结状态，很少变动。

在沿海平原地区，由于受到海水的影响，地下水的含盐量较高。在山前平原、山麓冲积扇、洪积扇地区，地下水量较丰富。

地表水与地下水的形成有密切的关系，两者常互相联系和补充。如有的河流在雨季高水位时，河水补给地下水；而在干季低水位时，河水又得到地下水的补给。

地下水构成示意图

人类的经济活动对地下水的性质、储量和水位等有着重要影响。如工业废水对地下水的污染使水质恶化；修筑水库或进行灌溉，可增加对地下水的补给量，促使地下水位上升，大规模开采地下水，会使地下水位在大范围内逐年下降。例如，上海市由于对地下水的开采量逐年增多，曾发生区域性的地面沉降。近年来，采取向开采层回灌地面水的措施来控制地面沉降，这种方法也同时改变了地下水的温度和水质。

岩石的空隙虽然为地下水提供了储存的空间，但是水能否自由进出这些空间却与控制水活动的岩石性质有关。这些与地下水的贮存、运移有关的岩石性质称为岩石的水理性质。它主要包括容水性、持水性、给水性、透水性、毛管性等。

容水性　岩石容水性是指在常温常压条件下，岩石所具有的容纳外来液态水的性能。岩石的空隙以及孔隙之间相互连通（包括与外界的连通），易于排气，是岩石具有容水性的前提。岩石中所能容纳的水体积与岩石体积之比，称为岩石的容水度，以小数或百分数来表示。它表示岩石容水性的大小。当岩石的空隙完全被水所充满时，水的体积即等于岩石空隙的体积，所以，容水度往往小于空隙度。

持水性　岩石的持水性是指在重力作用下，岩石依靠分子力和毛管力，在岩石空隙中能保持一定量的液态水的性能。岩石的持水性大小用持水度来表示。持水度是指受重力排水后，岩石空隙中保持的最大水量与岩石总体积之比。岩石的颗粒大小对持水度影响很大，黏土、淤泥等持水度较高，粗砂、砾石的持水度很小。

给水性　岩石给水性是指饱和含水的岩石在重力作用下，能自由流出（排出）一定量的水的性能。岩石的给水性能用给水度来衡量。给水度是指在常温常压下，从饱和含水岩石中流出的水的体积与饱水岩石总体积之比。颗粒较粗的岩石给水度较大，细粒岩石给水度则较小。

岩石的给水性与持水性存在密切联系。一般来说，岩石的孔隙愈大或溶隙愈宽，给水性能愈好，持水性能则较差。(www.daowen.com)

给水度在数值上等于容水度与持水度之差。粗粒松散的岩石以及具有张开裂隙的岩石持水度很小，给水度接近于容水度。黏土和具有闭合裂隙的岩石持水度接近于容水度，给水度很小。

透水性　岩石的透水性是指岩石本身允许水透过的性能。对岩石透水性起主导作用的是空隙的大小和连通程度以及空隙的多少。如果岩石的空隙大，水流所受阻力小，易于流动，就说明岩石的透水性好。卵石、粗砂以及裂隙、溶隙发育良好的块状岩石透水性最好，为透水层。黏土、页岩以及致密的块状岩石透水性最差，为隔水层。

毛管性　在松散岩石中存在着毛管孔隙，具有孔隙毛管作用的性质。由毛管力作用支持的水称为毛管水。这种水在自然条件下不能靠重力作用流出来。岩石中毛管作用的大小与毛管半径成反比。同时，还与温度、矿化度等因素有关。

大气降水是地下水的主要补给来源。大气降水到达地面以后，在分子力作用下，水被吸附在土壤颗粒表面，形成薄膜水。当薄膜厚度达到最大值后，水就脱离分子力的束缚而下渗，被吸入细小的毛管孔隙，形成悬挂毛管水。当包气带中的结合水及悬挂毛管水达到饱和时，土壤吸收降水的能力便显著下降。如果降水继续进行，在重力作用下，降水不断地下渗，就能补给地下水。降水的下渗强度用下渗率（毫米／时）表示。

地表江河湖海等水体的下渗也是地下水的重要补给来源。这种入渗补给取决于地表水体的水位与地下水位的关系。山区河流下切较深，河水水位常低于地下水位，河流起排泄地下水的作用。

河流下游或冲积平原地区，由于河流的堆积作用加强，河床位置较高，河水常补给地下水；特别在汛期水位上涨时，河水补给地下水的现象就更加显著。我国黄河下游河床高于地面，是有名的“地上河”，在该河段内，黄河水大量补给地下水，使河水量大减。当大气中的水汽压力大于土层中的水汽压力时，大气中的水汽就向土层中运移，直到两者的水汽压力相等。此时在土层中就形成凝结水。在沙漠和高山等昼夜温差大的地方，这种水汽凝结补给是地下水的主要来源之一。

此外，人类的经济活动，如修建水库、灌溉农田，城市、工矿生产和生活废水的排放等，也是地下水补给来源。为了更有效地保护和利用地下水资源，很多国家和地区采用人工回灌来补给地下水。

泉是地下水的点状排泄形式。在山区，由于河流的下切侵蚀强烈，基岩蓄水构造类型复杂，泉水的出露较多。山东济南市是有名的“泉城”，在市区5025．27平方米范围内，分布有108个泉，总流量达8333立方米／时，成为市区的供水水源。

地下水通过地下途径直接排入河道或其他地表水体，是地下水的线状排泄方式，称为泄流。泄流只能在地下水位高于地表水位时出现。

当地下水埋藏较浅时，毛管顶部可以达到地面，通过地表土壤蒸发和植物蒸腾排泄，称为面状排泄。