地下水的形成与分布，同地质、地理环境有密切联系。因此，地下水水文学与地质学和地理学有关。地下水运动的研究要以水力学和流体力学的基本理论为基础。在地下水动态资料的分析和地下水预测中广泛应用概率论和数理统计学。由于地下水水文学是从水文循环的观点来研究地下水的，因而它与气候学、地表水水文学、土壤学有密切联系。地下水质评价，要运用水化学和水文地球化学知识。此外，系统分析理论在地下水的开发利用中已逐渐得到采用。
地下水水文学中有些问题如降水、地表水和地下水三者的转化关系，地下水资源及其最优开发及管理等研究较少，不少方面尚处于探索阶段。在大区域内的复杂的水文地质条件下，确定含水层参数尚无完善的办法。开展水均衡要素室内和室外的观测和试验研究，建立新的数学物理模型，应用电子计算机和电模拟技术，可能使上述问题逐步取得进展。另外，污染物质的弥散、含水层温度场、地下水动态规律与预测等领域，也可望有更多的研究。
