animáció: Bramer
a felszín alatti víz az összes víz, amely behatolt a föld felszínébe, és megtalálható a két talajréteg egyikében. A felszínhez legközelebb eső a “levegőztetési zóna”, ahol a talaj közötti réseket mind levegővel, mind vízzel megtöltik. E réteg alatt található a” telítettségi zóna”, ahol a réseket vízzel töltik meg. A vízszint a határ a két réteg között. A felszín alatti víz mennyiségének növekedésével vagy csökkenésével a talajvízszint ennek megfelelően emelkedik vagy csökken. Amikor a talaj alatti teljes terület telített, az árvíz azért következik be, mert minden későbbi Csapadék kénytelen a felszínen maradni.
a talajban tartható vízmennyiséget “porozitásnak”nevezzük. Az a sebesség, amellyel a víz átfolyik a talajonannak “permeabilitása”. A különböző felületek különböző mennyiségű vizet tartanak, és különböző sebességgel szívják fel a vizet. A felszíni permeabilitás rendkívül fontos a hidrológusok számára, mivel a felület kevésbé áteresztővé válik, egyre nagyobb mennyiségű víz marad a felszínen, ami nagyobb áradási potenciált teremt. Az árvíz nagyon gyakori télen és kora tavasszal, mert a fagyott talajnak nincs áteresztőképessége, ami a legtöbb esővíz és olvadékvíz lefolyását okozza.
a talajba beszivárgó víz lefelé folyik, amíg át nem eresztő kőzetbe nem kerül (szürke színnel), majd oldalirányban halad. Azokat a helyeket, ahol a víz oldalirányban mozog, “víztartó rétegeknek”nevezzük. A talajvíz ezeken a víztartó rétegeken (nyilakon) keresztül tér vissza a felszínre, amelyek tavakba, folyókba és óceánokba ürülnek. Különleges körülmények között a talajvíz akár felfelé is áramolhat az artézi kutakban. A talajvíz áramlása sokkal lassabb,mint a lefolyás, a sebességet általában centiméterben mérik naponta, méter évente, vagy akár centiméter évente.