Подземные гравитационные воды самого первого от поверхности земли водоносного горизонта,  который существует постоянно и располагается на первом водоупорном слое, называют грунтовыми водами. Их формирование происходит благодаря атмосферным осадкам и просачиванию под землю воды из поверхностных водоемов (прудов, речек, водохранилищ и озер).

Воды атмосферного происхождения еще называют водозными.

Подземные воды формируются так же в результате превращения водяного пара из атмосферы, скапливающегося в грунте и его отверстиях, в жидкое состояние. Это, так называемые, конденсационные воды. Правда, особое значение они представляют лишь в высокогорных районах.

Как известно, земная кора состоит из нескольких пластов различных горных пород. Горная порода пласта, способная давать воду при открытии ее шахтой, называется водоносной. Если же порода не дает и не пропускает воду, то ее называют водоупорной (водонепроницаемой).

Но если разобраться, то водоупорных пород на самом деле вообще не бывает, так как в абсолютно любой породе есть пустоты и чем их больше, тем выше водопроницаемость горной породы. К примеру, крупные и средние пески, галечники, трещиноватые породы и гравий имеют довольно высокую водопроницаемость. А вот глина и не выветриваемые скальные породы, наоборот – водоупорные. Есть и «промежуточные» породы, которые называют полупроницаемыми. К ним относятся суглинки, лесс, глинистые пески и мергели.

Каждый пласт горной породы, лежащий выше другого пласта, является для второго крышей и совсем не важно, водопроницаем он или нет.

Все подземные воды  по своим гидравлическим свойствам делятся на артезианские (напорные) и грунтовые (безнапорные).

Место расположения напорных вод – водоносный пласт, который находится посередине двух водонепроницаемых пластов, нижний пласт называют подстилающим, а верхний – кровлей. Пустоты водоносного пласта полностью заполнены водой  и когда этот пласт открывают пробуренной шахтой, вода поднимается намного выше уровня вскрытия. Данный уровень воды в шахте получил свое название - пьезометрический.

Иногда из открытой шахты вода выходит под большим напором в виде фонтана. Именно такой фонтан впервые наблюдался в провинции Артуа (Artesiura) на юге Франции несколько веков тому назад. От французского названия провинции напорные воды и получили свое необычное название – артезианские.

Довольно часто при возведении колодца или скважины можно попасть на подземные воды, которые проходят на небольшой глубине. Такие воды принято называть верховодкой. Она проходит  выше водоупорного пласта. Верховодку, практически, никогда не используют из-за некачественной фильтрации, которую она проходит через грунт, и из-за маленьких запасов воды, так как они напрямую зависят от количества выпавших атмосферных осадков. Верховодка пропадает в местах, где прерывается водоупорный слой. Она теряется в слоях, которые проходят ниже. Это бывает, в основном, при сильной засухе или же наоборот - холодах.

Местонахождение безнапорных вод

– это первый от поверхности земли  водонепроницаемый или слабопроницаемый слой. Безнапорные воды имеют свободную поверхность с давлением, равным атмосферному. Ее граница проходит на глубине, соответствующей уровню воды в водоносном слое.

Химический состав, изменения расхода и уровня грунтовых вод вблизи поверхностных водоемов определяются характером гидравлической связи их с поверхностными водами, а так же режимом этих вод. За многие годы величина стока грунтовых вод примерно приравнивается к количеству воды, которая поступила из поверхностных вод  и атмосферных осадков (то есть поступила путем инфильтрации). Усиленные процессы инфильтрации и подземного стока наблюдаются именно в условиях влажного климата. Они, как правило, сопровождаются перколяцией горных пород и почв. Легко растворимые соли – сульфаты и хлориды, содержащиеся в почвах и породах, оттуда выносятся. На протяжении долгого времени происходит водообмен, в результате которого формируются уже пресные грунтовые воды.

Они минерализованы, в основном, только малорастворимыми солями (гидрокарбонаты кальция). В пустынях, полупустынях и сухих степях сток грунтовых вод почти не развивается из-за кратковременного и очень маленького количества атмосферных осадков, а так же из-за слишком слабой дренированности такой местности. Грунтовые воды испаряются, и происходит их  засоление.

В различных географических широтах грунтовые воды формируются по своему, их условия формирования тесно связаны с имеющимся климатом, и зависят от почвенного покрова и растительного мира. В лесостепях преобладают пресные грунтовые воды, в пустынях и полупустынях – соленые. Правда, в пустынях есть места, где встречается и пресная вода, но таких участков очень мало.