Parte de las aguas que caen sobre los continentes se infiltran en los poros de los suelos y en huecos de las rocas. Esta infiltración es posible mientras el medio rocoso sea permeable. Si el agua en su trayectoria encuentra un medio impermeable o zona de estancación, que detiene su avance y se almacena. Un acuífero es una capa geológica permeable que permite la circulación y almacenamiento de agua.

El terreno permeable se compone de dos zonas: la de aireación y la de saturación. En la primera el agua se mueve verticalmente y en la segunda, al estar todos los poros llenos de agua, el único movimiento posible es el horizontal. El nivel más alto que alcanza el agua dentro de la zona de saturación se denomina nivel freático. La posición que ocupa es variable en función de las recargas de agua que se produzcan (por ejemplo, debido a la lluvia) y de las pérdidas (a través de manantiales o pozos).

Estas aguas subterráneas forman grandes depósitos que en muchos lugares constituyen la única fuente de agua potable disponible. A veces, cuando circulan bajo tierra, forman grandes sistemas de cuevas y galerías. En algunos lugares regresan a la superficie, brotando de la tierra en forma de fuentes o manantiales. Otras, hay que ir a recogerlas a distintas profundidades excavando pozos.

Cuando el acuífero está dispuesta entre dos capas impermeables (una superior y otra inferior), forma lo que se denomina acuífero cautivo o confinado. En estas condiciones el agua está sujeta a una presión considerable. Si por cualquier circunstancia se crea una fisura en la capa impermeable, entonces el agua asciende rápidamente hasta el nivel freático para equilibrar las diferencias de presión.

Por su parte, si la capa permeable no encuentra límite más que en profundidad, entonces se denomina acuífero libre.

Los manantiales pueden ser permanentes o intermitentes, y tener su origen en el agua de lluvia que se filtra o tener un origen ígneo, dando lugar a manantiales de agua caliente.

La composición del agua de los manantiales varía según la naturaleza del suelo o la roca de su lecho. El caudal de los manantiales depende de la estación del año y del volumen de las precipitaciones. Los manantiales de filtración se secan a menudo en periodos secos o de escasas precipitaciones; sin embargo, otros tienen un caudal copioso y constante que proporciona un importante suministro de agua local.