单位水力坡度作用下（水力坡度是指单位距离内的水位差），从单位面积含水层通过的流量。常用厘米/秒或米/日表示。渗透系数的大小主要取决于含水层中相连通的空隙的尺度。具有较大空隙的含水层必具较大的渗透系数。但又和在其中流动的液体的容重、粘滞度等有关。在同一含水层中若换以容重比水小、粘滞度比水大的他种液体，如石油，则此含水层的渗透系数即变小。因此它是一个兼及地层和流体特性的综合性参数。由于地下水的水温比较恒定，水的容重和粘滞度变化极微，故流体的因素可以忽略。但在研究盐水、卤水的渗流和地下水污染的问题时，则必须考虑流体的质的变化。

渗透系数有线性和非线性的区别。在水力坡度变化的情况下，一定地层的渗透系数始终保持为常数，称线性渗透系数。若渗透系数的值，随着水力坡度的增大而变小，则称非线性渗透系数。一般在空隙度小的地层中，渗透系数常保持为线性的，而在空隙度大的地层中，渗透系数则常为水力坡度的函数。

非饱和地层的渗透系数，与饱和地层不同，它的值随地层饱和度的变小而减少。