Подземные и поверхностные воды образуют неразрывную единую оболочку Земли – гидросферу. По данным академика А.П. Виноградова, содержание воды в земной коре достигает 7% от веса самой коры, в магме ее в несколько раз больше. В гидросфере 1400 млн. км³ воды. Около 7% из них, по данным И.А. Плотникова, принадлежит подземным водам.

Вода в земной коре находится в трех физических состояниях: парообразном, жидком и твердом. По отношению к горным породам вода, содержащаяся в земной коре, может быть подразделена на связанную (физически и химически), свободную и твердой фазы.

Под связанной водой следует понимать воду кристаллогидратов, находящуюся под действием молекулярных сил твердой и жидкой фаз. Как правило, ее подразделяют на прочносвязанную, химически-связанную, и рыхлосвязанную. Минералогический состав горных пород резко влияет как на количество, так и на качество связанной воды в породе. Она удерживается в них молекулярными силами, которые по своим размерам превосходят гравитационные. В глинистых породах этот вид воды обычно составляет до 20-25%. При их уплотнении происходит отжатие воды, которая пополняет ресурсы водоносных горизонтов.

Связанная вода преобладает в зоне аэрации и уступает гравитационной в зоне насыщения. При повышении температуры и давления она переходит в жидкое и парообразное состояние. Связанная вода имеет очень большое значение при изучении минералого-петрографического состава и инженерно-технических свойств горных пород, а также миграции различных элементов.

Под свободной водой понимают воду, которая передвигается в порах, трещинах и пустотах породы под влиянием силы тяжести и извлекается из водоносных горизонтов современными техническими средствами. Это свободные гравитационные и капельножидкие воды, скапливающиеся в породах и движущиеся в водоносных горизонтах. Они служат источником водоснабжения или сырьем для добычи йода, брома и других элементов. Подземные воды нередко выступают и как отрицательный фактор, нанося вред хозяйственной деятельности человека.

Вода в твердой фазе характерна для мерзлой зоны литосферы. Изменение температуры в мерзлых грунтах сопровождается фазовым перераспределением подземных вод.

Обладая различной степенью минерализации, подземные воды являются средой для разнообразных химических реакций. Растворяющая способность подземных вод обусловливает разрушение горных пород, их перенос и концентрацию с образованием месторождений различных полезных ископаемых: железа, полиметаллов, марганца, карбонатов и т.д.

Подземные воды активно участвуют в магматогенных и пневматолических реакциях, протекающих в глубинных частях земной коры, а также в образовании гидротермальных месторождений, метаморфизме горных пород и метасамотических процессах.

Гидрогеология – наука о взаимодействии подземной воды с твердым и газообразным веществом Земли. Она изучает подземные воды в жидкой, твердой и парообразной формах, их физические свойства, происхождение, залегание, распространение, передвижения и ресурсы, химический состав и взаимосвязь с внешней и внутренней оболочками Земли.

Самостоятельными разделами и научными направлениями гидрогеологии являются:

- общая гидрогеология – рассматривает происхождение, размещение, движение подземных вод и процессы их взаимодействия с поверхностными водами и горными породами;

- гидрогеохимия – занимается изучением формирования химического состава подземных вод различного происхождения;

- динамика подземных вод – исследует закономерности движения подземных вод в горных породах в естественных условиях и под действием различных сооружений;

- региональная гидрогеология – изучает закономерности условий залегания, распространения и формирования подземных вод отдельных регионов, разрабатывает принципы гидрогеологического районирования и картирования;

- криогидрогеология – изучает подземные воды в районах залегания вечной мерзлоты;

- горнопромышленная гидрогеология – рассматривает подземные воды в связи с освоением месторождений твердых полезных ископаемых для обоснования инженерных мероприятий по предупреждению вредного влияния подземных вод на функционирование объектов горного производства;

-нефтегазовая гидрогеология – изучает подземные воды нефтяных и газовых месторождений, нефтегазоносных горизонтов и комплексов в нефтегазопоисковых целях, при анализе и контроле разработки месторождений  углеводородов, в целях охраны подземных вод /7-10/.

Некоторые исследователи к самостоятельным разделам гидрогеологии относят также учение о режиме и балансе подземных вод, методах гидрогеологических исследований, мелиоративную гидрогеологию /11/.