
Nguồn nước ngầm, thường được gọi là nước dưới đất, là nước nằm dưới bề mặt đất trong các khoảng trống của đất và khe nứt của đá, với các khoảng trống này thông nhau.
Một tầng đá hoặc vật liệu không kết dính được gọi là tầng chứa khi nó có khả năng chứa và cung cấp nước sử dụng được. Độ sâu nơi các khe nứt hoặc lỗ rỗng trong đá bắt đầu bão hòa hoàn toàn được gọi là mực nước ngầm. Nước ngầm được bổ cấp từ bề mặt đất và chảy xuống dưới. Các dòng suối tự nhiên là nơi nước ngầm xuất lộ. Nếu dòng suối này chảy vào vùng kín, nó tạo thành các vùng đất ngập nước; ở sa mạc, nó có thể tạo ra ốc đảo. Nước ngầm thường được khai thác phục vụ nông nghiệp, đô thị và công nghiệp qua các giếng khai thác. Ngành nghiên cứu phân bố và vận động của nước ngầm gọi là địa chất thủy văn.
Hiện tượng thấm nước
Quá trình di chuyển của chất lỏng qua các lỗ hổng hoặc khe nứt được gọi là thấm. Đặc trưng của môi trường này là sự xuất hiện các lỗ hổng với kích thước và hình dạng đa dạng.
Lớp chứa nước
Chu kỳ tuần hoàn nước
Nước ngầm là một phần quan trọng trong chu kỳ tuần hoàn nước cùng với các yếu tố thủy văn khác.
Hình thành - phân loại theo nguồn gốc
Phần lớn nước ngầm hình thành qua một nhánh trong chu kỳ tuần hoàn nước cùng với các yếu tố thủy văn khác. Có bốn con đường hình thành nước ngầm.
1. Nguồn gốc khí quyển: Nước mưa, nước mặt từ sông hồ, đầm lầy... thấm xuống (Khu vực nạp) các tầng đất đá bên dưới (Tầng chứa nước) khi các tầng này có độ rỗng cao. Phần lớn nước ngầm thuộc loại này.
2. Nguồn gốc trầm tích: Khi lắng đọng, trầm tích ở dạng bùn ướt. Quá trình trầm tích tiếp theo tạo lớp đè lên trên, nén kết đá và nước bị tách ra thành vỉa. Các vỉa nước dưới đáy mỏ dầu khí thuộc dạng này.
3. Nguồn gốc magma (Nguyên sinh): Khi magma nguội đi, quá trình kết tinh xảy ra, hydro và oxy dư thừa kết hợp tạo nước. Đây là quá trình chính thời viễn cổ khi Trái Đất nguội dần, nước tách ra từ magma tạo khí hơi nước, mây, rồi thành các đại dương cổ. Nguồn nước từ magma đã giảm nhiều do vỏ Trái Đất dày hơn, và hydro là nguyên tố nhẹ nên ít nằm lại trong lòng Trái Đất.
4. Nguồn gốc biến chất (Thứ sinh): Các hoạt động xâm nhập làm nóng đất đá, gây biến chất các lớp trầm tích bên trên, dẫn đến thải nước từ trầm tích. Chi tiết có hai hiện tượng:
- Nước tự do, tức là phân tử H2O tự do trong đất đá, có thể di chuyển hoặc khai thác, tách ra khỏi tầng đá do nhiệt độ cao.
- Nước liên kết, là nước trong các phân tử ngậm nước của đất đá, thường không di chuyển tự do và không khai thác được. Quá trình biến chất chuyển đổi khoáng vật của đất đá sang dạng khác 'đặc' hơn và thải nước liên kết ra.
Thời gian từ lúc khối nước tách ra khỏi nguồn cho đến ngày nay, gọi là 'tuổi' của nước ngầm. Ở Hà Nội, tuổi của nước phun ra ở giếng chân đê sông Hồng mùa lũ có thể chỉ vài ngày, nhưng nước khai thác ở tầng sâu 150m tại Nhà máy nước Cáo Đỉnh có tuổi khoảng triệu năm, từ tầng Đệ tứ Q1.
Khai thác
Ở Việt Nam, việc khai thác nước ngầm có các hình thức: giếng đào, giếng khoan,... tại các nhà máy nước hoặc tại hộ dân cư.
Nước khai thác từ tầng đất cổ chứa nhiều ion sắt Fe, cần hệ thống khử và lọc, định kỳ xả bùn sắt.
Nhiều đô thị như Hà Nội, TP.HCM từng dùng nước ngầm, nhưng việc này gây sụt đất. Hiện nay, nước sông được ưu tiên, như nước sông Đà cấp cho Hà Nội.
Ô nhiễm nước ngầm.
Nước ngầm thường sạch nhưng cần bảo vệ để tránh ô nhiễm, mất khả năng sử dụng.
Ở vùng đồi núi, nước mưa thấm qua đất đá, tạo dòng chảy ngầm, đảm bảo nước sạch cho gia đình và cụm dân cư.
Ở vùng đồng bằng, sau nhiều năm sống công nghiệp, chất thải từ nhà vệ sinh đã ngấm sâu tới 20m, gây ô nhiễm amoni nặng. Nước giếng không còn sạch. Báo cáo năm 2011 của Trung tâm Quan trắc và Dự báo Tài nguyên nước cho thấy mực nước ngầm giảm mạnh và chất lượng nước kém. Tại nhiều làng nghề, cả nước mặt và nước ngầm đều ô nhiễm, phải lấy nước từ nguồn xa như các thành phố.
Nguy cơ ô nhiễm và cạn kiệt nước ở vùng ven biển và hải đảo chưa được chú trọng. Ở Trường Sa, Song Tử Tây,... nước ngầm có từ nước mưa ngấm xuống cát hàng ngàn năm. Nếu khai thác mà không bổ sung nước mưa, nước ngọt sẽ hết và nước mặn sẽ tràn vào.
- Không chú trọng giữ nước mưa để ngấm xuống cát. Các sân xi măng không có khe thấm, quanh đảo không có gờ giữ nước.
- Nhà vệ sinh không phù hợp, chất thải gây ô nhiễm nước ngầm.
Xử lý ô nhiễm nước ngầm hiện là việc khó, nên việc bảo vệ nguồn nước từ đầu là khôn ngoan.

- Phủ bê tông ở Trường Sa Lớn làm nước mưa không ngấm xuống cát, gây cạn kiệt nước ngầm.
