大部分地下水都是透明、无色、无味的淡水，每升水中含盐分一般不超过1克，少部分地下水含盐量可高达每升数百克。

地下水含有60多种天然元素。其中最常见的主要化学组分有Ca2+、Mg2+、Na+、HCO婣、SO厈及CI-。最常见的气体有氧、二氧化碳、氮等。这些组分主要来源于地下水流动过程中对岩土所含盐类的溶解，另外也来自降水及地表水。

含水层经常接受降水及河、湖水补给时，多为淡水。含盐量很高的地下水主要有两类：一类是埋藏于地层中的古代海水或古盐湖水另一类是经受强烈蒸发、盐分相对浓集的地下水。