Подземные воды образуются за счет проникновения в земную кору выпавших атмосферных осадков, воды океанов, озер, рек, тающего снега и льда. Количество подземных вод, выделяющихся из магмы, очень незначительно. Так же, по-видимому, невелико и количество воды, образующейся при переходе связанной воды в свободную, совершающемся близ магматических очагов (ювенильные воды).
При проникновении влаги с поверхности в почвогрунт главную роль играет ее просачивание. Меньшее значение имеет проникновение водяных паров, сопровождающееся их конденсацией в порах породы. Однако при определенных условиях этот процесс может оказаться главным. По мнению А.Ф. Лебедева, наиболее благоприятные условия для конденсации влаги имеются в слое постоянной годовой температуры. Важное значение конденсация паров приобретает в области многолетней мерзлоты. За счет конденсации влаги, проникшей из атмосферы, возникают горизонты влажного песка в барханах пустыни.
Интенсивность и величина просачивания определяются сочетанием климатических условий (увлажнение), степени расчлененности рельефа, водопроницаемости почвогрунтов и характера залегания пород.
Физико-географическое значение подземных вод велико и многосторонне. Подземные воды пополняют реки и озера. Они растворяют различные вещества в породах, с которыми соприкасаются, и переносят их (водная миграция элементов). С деятельностью подземных вод связаны сползание слоев породы по склонам (оползни), вынос мелких частичек породы и оседание поверхности (суффозия), растворение пород (солей, гипса, известняка, доломита), сопровождающиеся образованием своеобразных форм рельефа (карст). Грунтовые воды, задерживаясь у поверхности, вызывают ее заболачивание.
Огромна роль подземных вод (особенно почвенных) в снабжении растений влагой и питательными веществами.
Подземные воды используют в городах и в сельской местности. Особенно благоприятны в этом отношении межпластовые воды (в частности, артезианские), предохраняемые от загрязнения водонепроницаемым слоем.
Вдали от рек, в пустынях и полупустынях подземные воды — единственный источник водоснабжения. Они применяются не только для водоснабжения, но и для орошения. В Индии, например, 15% территории орошается подземными водами. На пастбищах в пустынной, полупустынной, степной зонах и в зоне саванны подземные воды обеспечивают водопой животных. Минеральные воды применяют в лечебных целях. На предприятиях химической промышленности из подземных вод извлекают многие химические элементы. Все шире используют горячие подземные воды на теплостанциях, для отопления зданий, в водоснабжении бань, прачечных и т. д.