地下水的形成有多种途径，最主要来自下述几种成因：
1、入渗地下水
入渗地下水是通过大气降水人渗到地下透水层中形成的，是地下水补给的主要形式。大量的降雨和厚层积雪的融化，会使地下水的水位发生明显的上升，而长期的干旱则使地下水水位明显下降。河流湖泊和海洋也可以通过渗流与地下水进行动态交换，显示了水圈一作为统一体的相互作用关系。
季节性河流补给地下水
2、凝结地下水
在一些气候干旱的地带，如沙漠戈壁等，由于大气降水很少，蒸发量很大，地下水的补给方式可以通过凝结的方式进行。含有水蒸气的大气进人地表以下的岩石孔隙中，由于沙漠地区昼夜温差很大，大气中的水分子很容易在夜间凝成液态的水，附着在岩石的孔隙中，形成地下水。这一凝结过程类似于露水的形成，对于昼夜温差很大的干旱地区，凝结作用具有重要的意义．可以使植物获得所需的水源。
地下水的凝结类似于露水的凝结，都是由于水蒸汽在低温时凝结而成
3、沉积地下水
沉积地下水是沉积岩在形成过程中封闭在孔隙中的地下水类型。原来渗入到沉积物孔隙中的地下水，在成岩过程中由于沉积物被压缩。孔隙被封闭而保留下来，也称为“封存水”。由于沉积岩大多是海相成因的，沉积水也大多是海洋卤水，因而大多数是属于高矿化度的地下水．即使是形成时的封存水是淡水，但在长时间的地质作用中，水溶液中也已经溶解了各种离子。这类地下水通常很难被开采利用。
4、原生地下水
在现代火山活动区或第四纪以来的火山活动区，地下水有较高的温度，并常以喷泉的形式出现，这类地下水还常常含有与普通地下水不一样的化学组分和气体。这类地下水可能与岩浆冷却过程中由岩浆分异出来的原生水有关，称为原生地下水。原生水通常以气态的形式从岩浆中析离出来，然后顺着深部断裂构造和断裂上升，进入较低温地段时逐渐冷却成为液态水，并最终喷出地表。有时候这类地下水要积聚到一定程度才可以克服地下某种构造的束缚，才能喷出地表，形成间歇喷泉。