Aquifers zijn waterlichamen onder de grond. Ze kunnen worden ingesloten in omringend gesteente, dat een ingesloten aquifer wordt genoemd, of bestaan in een laag met water verzadigd grind of zand, dat een onbeperkte aquifer wordt genoemd. Beide soorten aquifers worden gebruikt voor irrigatie, industriële toepassingen en consumptie. Drinkwater wordt een gewaardeerde hulpbron, omdat veel aquifers wereldwijd krimpen van overmatig gebruik naarmate de wereldbevolking toeneemt. Aquifer-aanvulling is ook afhankelijk van een complexe interactie van klimaat- en weerpatronen.
Aquifer-vorming

Aquifers worden gecreëerd wanneer water door de aarde en doorlatende rotsen sijpelt totdat het een laag ondoordringbare rotsen bereikt. Grondwater verzadigt vervolgens de omliggende rots of zand en vormt een watervoerende laag. Een ingesloten aquifer vormt zich wanneer water zich door druk of zwaartekracht verzamelt tussen twee lagen ondoordringbaar gesteente. Kloven in massief gesteente laten ook toe dat water samenkomt. Niet-ingesloten aquifers vormen zich sneller dan ingesloten aquifers. Dit komt omdat ze zich dichter bij waterbronnen van regen, beekjes of rivieren bevinden. Omgekeerde aquifers worden daarentegen gevoed door ondergrondse zijrivieren.
Omringende rots en bodem

Niet-ingesloten aquifers bevinden zich meestal onder grote waterlopen zoals rivieren. Deze systemen bieden een constante waterbron die naar beneden sijpelt om de watervoerende laag te vormen. De lagen van de watervoerende laag zelf kunnen bestaan uit poreus gesteente zoals kalksteen of zand en grind. Niet-ingesloten aquifers filtreren vervolgens in ingesloten aquifer-systemen, die worden begrensd door lagen van fijnere en meer ondoordringbare materialen zoals klei. Aquifers kunnen zich verzamelen in scheuren van basalt en graniet en uiteindelijk afsluiten, waardoor een opsluitingszone ontstaat.
Verontreiniging

Onbeperkt aquiferwater is meer blootgesteld aan vervuiling door externe bronnen, zoals regen, beken en rivieren. Water dat in niet-ingesloten aquifers sijpelt, kan ook afkomstig zijn uit stedelijke bronnen, zoals afvoer van kanaal en afvoer. Als gevolg hiervan kunnen deze aquifers worden blootgesteld aan een hoger risico op besmetting door bacteriën en rottend organisch materiaal. Ingesloten aquifers die zijn afgedicht in ondoordringbaar gesteente worden beschermd tegen verontreinigingen.
Snelheid van aanvulling

De snelheid van aanvulling voor een niet-ingesloten aquifer hangt volledig af van de nabijheid van externe waterbronnen, en de tijd die het kost voor water om het op te laden, wat op zijn beurt afhankelijk is van de consistentie van grond en zand. In het geval van beperkte waterhoudende grondlagen kan het aanvullen lang duren, omdat de waterbronnen ondergrondse systemen zijn die lange afstanden moeten afleggen. Veel ingesloten aquifers diep onder de grond zijn al lang afgesloten van aanvulbronnen; eenmaal toegankelijk als watertoevoer, zullen ze uiteindelijk leeg raken.