地下水是化学成分十分复杂的天然溶液。组成地壳的87种稳定元素中,在地下水中已发现70余种。地下水中主要的气体成分有O2、N2、CO2和H2S,主要的离子成分有K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-、HCO3-。此外,地下水中还有NH4+、Fe2+、Fe3+、Al3+、NO2-、NO3-等,以及众多的微量元素。