Địa chất thủy văn là một khoa học nằm trong hệ thống khoa học nghiên cứu về nước tự nhiên và chuyên nghiên cứu nước ở trong vỏ trái đất.

Nội dung nghiên cứu của Địa chất thủy văn rất phong phú và đa dạng, gồm: vai trò địa chất của nước dưới đất; nguồn gốc, lịch sử thành tạo nước dưới đất; các quy luật phân bố, vận động; các tính chất vật lý, thành phần hóa học, thành phần khí và các quy luật biến đổi của nước trong điều kiện tự nhiên và nhân tạo. Địa chất thủy văn cũng nghiên cứu các điều kiện thành tạo các mỏ nước (nước nhạt, nước khoáng, nước công nghiệp...), vai trò của nước trong việc thành tạo và phá hủy các mỏ khoáng sản (khoáng sản cứng, dầu khí). Địa chất thủy văn còn nghiên cứu các phương pháp tìm kiếm, thăm dò các dạng khác nhau của mỏ nước, tính toán trữ lượng, biện pháp bổ sung trữ lượng, các điều kiện cân bằng và động thái, các phương pháp bảo vệ nguồn nước khỏi bị nhiễm bẩn, các điều kiện chôn vùi những dòng nước thải công nghiệp và sinh hoạt.

Do chất lượng tốt hơn nước mặt nên nước dưới đất được khai thác ngày càng tăng để cung cấp cho sinh hoạt, tưới tiêu, công nghiệp. Các công trình xây dựng với quy mô lớn ngày càng nhiều, các công trình khai thác mỏ ngày càng đi sâu vào lòng đất. Điều đó đòi hỏi khoa học Địa chất thủy văn không những chỉ tính toán lượng nước chảy vào công trình xây dựng và khai thác để có các phương án tối ưu trong khai thác và xây dựng, phục vụ cho việc lựa chọn các biện pháp ngăn ngừa tác hại của nước, mà còn phải đề xuất các biện pháp sử dụng tổng hợp nguồn nước dưới đất và ngăn chặn sự nhiễm bẩn các tầng chứa nước...