地下井水的来源很多：当降雨或地表雪融化时，由于地表松散且多孔，总有水渗入地下。河水也不断渗入地下。夜间气温下降时，大气和土层中的水蒸气凝结成水，渗入地下，也会变成地下水。这种情况在一些沙漠和干旱地区尤为常见。地下深处的岩浆在凝结过程中释放出一些水蒸气。这些水蒸气沿着地下岩石的裂缝向上流动。当天气寒冷时，它也会凝结成地下水。
地下水是地表以下所有水的总称。地下水的来源主要是大气降水。大气降水落在地面上，通过渗入地下土壤和岩石形成地下水。此外，融雪水、河水和湖水、水库水和原生水也可以渗入地表以下形成地下水。地下水包括地下淡水和地下咸水。地下淡水是重要的水资源，也是干旱地区人民的主要水源。
地下水参与地球上的水循环，是水文循环的重要因素。大气降水降落到地面后渗入地面的部分成为地下水的补给源。大部分地下水由大气降水渗透补给。当地面温度低于空气温度时，空气中的水蒸气冷凝形成凝结水，凝结水进入地面，成为地下水的补给源，尽管凝结水的补给量远小于大气降水的补给量。大气降水和大气凝结水渗入形成的地下水称为大气水源地下水。
根据不同的埋藏条件，地下水可分为三类：上层滞水、潜水和自流水。上层滞水是局部隔水形成的储水体，使渗入的大气降水停留在浅层岩石裂隙或沉积层中。自流水是深埋在两个含水层之间的地下水。这类地下水往往具有较大的水压，特别是当上下含水层倾斜时，夹层中的水体应承受较大的水压。当井或钻孔穿过上部顶板时，强大的压力会使水喷出，形成自流水。
一些学者没有区分地下水的起源和形成。大多数水文地质学家认为，地下水形成只是指地下水循环中的补给项目。它们有不同的含义，是两个术语。如果我们认为地下水的一层是起源，那么关于什么是一层有两种观点：一种观点是从地质循环的角度来看地下水的起源，即起初进入水介质的地下水属于地下水的起源。