Air tanah selalu menjadi sumber daya yang sangat berharga bagi manusia. Kehadiran arus di bawah tanah telah memungkinkan munculnya ladang di daerah di mana curah hujan tidak memungkinkan irigasi. Di sisi lain, eksploitasi sumber daya air yang berlebihan menyebabkan tanah menjadi lebih kering dan oleh karena itu membutuhkan lebih banyak air, sehingga perlu dibangun lebih banyak sumur. Air tanah adalah sumber utama kelembaban bagi tanaman. Air hujan sebagian besar tergabung dalam air tanah dan pada akhirnya akan kembali ke laut, baik di sungai permukaan maupun sungai bawah tanah. Bersama dengan aliran air permukaan dan gletser, mereka bertanggung jawab atas semua air tawar di planet ini. Dari segi kuantitas, diperkirakan (karena tidak dapat diketahui dengan pasti) bahwa air tanah mewakili volume yang lebih besar daripada air tawar dari sungai dan danau, tetapi lebih kecil dari gletser.
Air cenderung masuk melalui pori-pori bumi dan menumpuk di strata rendah. Berlawanan dengan kepercayaan populer, tidak semua air bergerak melalui terowongan dan gua bawah tanah. Sering kali ia hanya berperedaran melalui tanah yang tertanam di dalamnya. Saat sumur digali, air keluar karena tekanan di lubang sumur lebih rendah daripada di tanah sekitarnya dan air cenderung mengalir ke sana. Akuifer dapat disebabkan oleh sedimen berpori yang menahan air atau oleh lubang di residu kedap air di mana air terakumulasi. Berbeda dengan akuifer yang memungkinkan mobilitas air ke tempat lain, kami menemukan akuitar (lumpur atau substrat berpori) dan akuiklusi yang cenderung menumpuk tetapi tidak memungkinkan aliran air.
Ada batu berpori yang dapat menumpuk air di permukaannya, kerikil adalah contohnya, sedangkan tanah liat adalah substrat yang kedap air. Di area substrat permeabel di atas substrat impermeabel, air akan menumpuk. Ketinggian di mana air mencapai akan disebut permukaan air, semakin tinggi, semakin dekat ke permukaan. Dengan hujan, permukaan air naik dan ada kemungkinan air naik langsung dari tanah ketika ini terjadi. Seringkali sumber atau asal sungai adalah singkapan dari garis freatik di mana sejumlah besar air tanah yang dikumpulkan dari sekitarnya terkonsentrasi dan muncul pada titik tertentu.
Ada kehidupan di air di antara bumi. Hal ini terutama dijajah oleh krustasea, cacing dan serangga kecil yang hidup di celah-celah batu. Jika air tanah ditemukan di rongga yang membentuk sungai atau danau pedalaman, dimungkinkan untuk menemukan spesies yang lebih besar.
Pertanian ekstensif dan penggunaan sembarangan atau penyalahgunaan pupuk kimia, mudah larut dalam air, telah menyebabkan pencemaran air tanah oleh senyawa nitrous. Hal ini penting karena sebagian besar sungai dan sumber air tawar yang digunakan manusia untuk makanannya pada akhirnya berasal dari jenis air ini.