Animace:Bramer
Podzemní voda je veškerá voda, která pronikla do země’ssurface a je nalezen v jednom ze dvou vrstev půdy. Nejbližší povrch je „zóna provzdušňování“, kde jsou mezery mezi půdou vyplněny vzduchem i vodou. Pod touto vrstvou je „zóna nasycení“, kde jsou mezery naplněny vodou. Hladina vody je hranicí mezi těmito dvěma vrstvami. Jak se množství podzemní vody zvyšuje nebo snižuje, hladina vody odpovídajícím způsobem stoupá nebo klesá. Když je celá oblast pod zemí nasycena, dochází k zaplavení, protože všechny následné srážky jsou nuceny zůstat na povrchu.
množství vody, které může být drženo v půdě, se nazývá „pórovitost“. Rychlost, kterou voda protéká půdouje jeho „propustnost“. Různé povrchy drží různé množství vody a absorbují vodu různými rychlostmi. Povrch propustnost je velmi důležité pro hydrologové sledovat, protože jako povrch se stává méně propustná, zvyšující se množství vody zůstává na povrchu, vytváří větší potenciál pro zaplavení. Záplavy jsou velmi časté během zimy a brzy na jaře, protože zmrzlá půda nemá propustnost, což způsobuje, že většina dešťové vody a taveniny se stává odtokem.
Voda, která infiltruje do půdy proudí směrem dolů, až narazí na nepropustné horniny (zobrazeny šedě), a pak se šíří laterálně. Místa, kde se voda pohybuje bočně, se nazývají „zvodnělé vrstvy“. Podzemní voda se vrací na povrch prostřednictvím těchto zvodnělých (šipek), které se vyprazdňují do jezer, řek a oceánů. Za zvláštních okolností může podzemní voda dokonce proudit nahoru v artéských vrtech. Průtok podzemní vody je mnohem pomalejší než odtok, s rychlostmi obvykle měřenými v centimetrech denně, metrech za rok nebo dokonce centimetrech za rok.