地下水在含水层中连续不断地从高水位向低水位流动的过程。地下水的这种运动过程称为渗透或渗流。渗流的空间称渗流场或渗透场。地下水的渗透过程，受透水层的性质、地下水的物理和化学性质以及人为因素的影响。一般以地下水面为界，划分为饱和带和非饱和带，这两个带中的地下水运动可分为四种形式，即：①渗漏，地表水因重力作用渗入地层中的运动，地层的性质与地面比降影响渗漏量的大小；②毛管水运动，毛细管或微裂隙中，因表面张力的吸力使水体上升的现象。土壤中的空隙纵横交错，毛管互相连通。水在土壤毛管中趋于平衡状态。当上部毛管水因植物根系的吸收或地面蒸发而减少，毛管水就由压力较大处向压力较小处流动；③地下紊流，地下水在大孔隙或裂隙、溶洞地层中流动，因流速较大，水分子成涡旋状流动；④渗流，地下水在含水层中，沿孔隙作缓慢流动，由于地下水面比降甚小，故呈稳定规则的运动。

地下水运动的主要方向和性质，决定于地下水的类型和产状条件。非饱和带中，渗入地面以下的水呈垂直向下运动。饱和带中之潜水的运动，决定于其所在的地形单元，在分水岭的地区，潜水水流向着泄出地下水的河谷方向运动。在干谷的地区，潜水水流沿地表坡度移动。在河谷中，潜水与河水关系密切，河流可以排泄潜水，或者相反补给潜水。承压水盆地中地下水运动的性质取决于盆地的大小和含水层埋藏的深度。当盆地不大、含水层埋藏不深的情况下，地下水在整个层中运动，由补给区沿含水层循环，然后到泄水区形成泉源。在含水层埋藏深的情况下，地下水运动缓慢，水的交替时间很长。一般应用地下水等水位线图测定地下水流向，再用理论计算地下水流速，或在钻孔中放入电解质提高地下水的导电性，用电解法测定含水层中地下水实际速度，并用抽水试验、注水试验、压水试验等方法求解不同岩石空隙中的渗透性（渗透系数）。研究均质岩层、非均质岩层、裂隙岩层以及水工建筑物地基下的地下水运动规律，目的在阐明各种不同岩层的渗流特性，以便解决有关地下水流量计算等问题。