Подземные воды формируются в результате выпадения осадков и проникновения влаги в почву. Во время дождя или таяния снегов жидкость проникает в поры песчаных, галечных или гравийных грунтов до тех пор, пока не встретит водоупора – естественной преграды в виде каменной плиты или глинистого слоя. В научной среде такой процесс получил название инфильтрационного способа образования водных горизонтов, так как при прохождении через породу происходит очистка жидкости от содержащихся в ней примесей.
Разная пропускная способность грунтов определяет скорость и размеры подземного водообразования. Если сквозь песок вода за 1 месяц способна опуститься на 60 м, то для преодоления того же расстояния в глине потребуется 90 лет. На стыке грунтов различной плотности и образуется горизонт (водоносный слой под землёй).
Самый первый горизонт, находящийся ближе всего к поверхности, носит название грунтовых вод, а его уровень зависит от количества осадков, выпадающих в регионе. В периоды засухи он может истончаться до полного исчезновения. Кроме того, он менее всего очищен из-за недостаточной фильтрации при неглубоком (до 30 м) залегании. Забор воды для дачных скважин, колонок и сельских колодцев осуществляется именно из этого слоя.
Однако водоупоры не представляют собой сплошной структуры. Они имеют естественные границы, разрывы и окна, через которые вода попадает на большие глубины (от 30 м до 10 км). Пустоты, пещеры и каверны в земле способствуют возникновению подземных хранилищ, рек и водоёмов. Чем ниже уровень их залегания, тем чище химический состав воды и меньше зависимость от выпадающих на поверхности осадков.
Теоретически количество водоносных горизонтов ограничено только размерами земной коры и зависит от частоты встречающихся водоупоров.
Дальнейшее движение воды под землёй может привести либо к её глубинному залеганию, либо к выходу на поверхность в виде родников, гейзеров или иных природных явлений. Искусственными способами добычи воды являются строительство колодцев и бурение скважин на воду.