animaatio: Bramer
pohjavesi on kaikki se vesi, joka on tunkeutunut maan pinnalle ja jota on yhdessä kahdesta maakerroksesta. Pintaa lähimpänä on ”ilmastusvyöhyke”, jossa maa-aineksen väliset raot täytetään sekä ilmalla että vedellä. Tämän kerroksen alapuolella on ”kylläisyyden vyöhyke”, jossa aukot täytetään vedellä. Pohjavesi on näiden kahden kerroksen raja. Pohjaveden määrän kasvaessa tai laskiessa pohjaveden pinta nousee tai laskee vastaavasti. Kun koko maanpinnan alla oleva alue on kylläinen, syntyy tulvia, koska kaikki myöhemmät sateet joutuvat jäämään maanpinnalle.
veden määrää, joka voidaan pitää maaperässä, kutsutaan ”huokoisuudeksi”. Nopeus, jolla vesi virtaa soillaon sen ”läpäisevyys”. Eri pinnoille mahtuu eri määriä vettä ja ne imevät vettä eri nopeudella. Pintaläpäisevyys on hydrologeille erittäin tärkeää seurata, koska pinnan muuttuessa vähemmän läpäiseväksi, yhä suurempi määrä vettä jää pinnalle luoden suuremman tulvapotentiaalin. Tulvat ovat hyvin yleisiä talvella ja alkukeväällä, koska jäätyneellä maalla ei ole läpäisevyyttä, jolloin suurin osa sadevedestä ja sulamisvedestä valuu.
maaperään tunkeutuva vesi virtaa alaspäin, kunnes se kohtaa läpäisemättömän kiven (kuvassa harmaa) ja kulkee sitten sivusuunnassa. Paikkoja, joissa vesi liikkuu lateraalisesti, kutsutaan ”pohjavesiesiintymiksi”. Pohjavesi palaa pintaan näiden pohjavesiesiintymien (nuolien) kautta, jotka tyhjenevät järviksi, joiksi ja valtameriksi. Erityisolosuhteissa pohjavesi voi valua jopa ylöspäin arteesisissa kaivoissa. Pohjaveden virtaus on paljon hitaampaa kuin valumat,ja nopeuksia mitataan yleensä sentteinä päivässä, metreinä vuodessa tai jopa senttimetreinä vuodessa.