Aproximadamente el 96 por ciento de toda el agua dulce de deshielo se encuentra debajo de la superficie de la Tierra y se la conoce como agua subterránea. Los sistemas de agua subterránea proporcionan globalmente del 25 al 40 por ciento del agua potable en todo el mundo. El agua subterránea representa un enorme recurso que se puede administrar solamente mediante el entendimiento de los diferentes tipos de acuíferos y sus índices de recuperación o recarga.
Los acuíferos que se encuentran próximos a la superficie a menudo se encuentran íntimamente vinculados con los sistemas de aguas superficiales. Éstos se pueden recargar directamente por infiltración de la precipitación y algunas veces por la escorrentía superficial, y pueden descargar en cuerpos de agua como ríos y lagos. Cuando el nivel freático en dichos acuíferos baja debido al bombeo excesivo, se puede provocar una reducción en el caudal del río, que a su vez provocará escasez de agua apta para el consumo humano, agua para la agricultura, o agua para el ecosistema acuático. Los acuíferos más profundos pueden recargarse también indirectamente por el agua que lentamente se filtra hacia abajo desde los acuíferos menos profundos.
Pero no toda el agua subterránea es renovable. De hecho, en muchas regiones del mundo, la humanidad está utilizando aguas subterráneas a ritmos más acelerados que la velocidad con la estos recursos pueden recargarse.
En algunas de estas áreas, mucha de esta agua subterránea fue recargada en eras antiguas con climas sustancialmente más fríos o más lluviosos. Al igual que los combustibles fósiles que fueron creados también en condiciones que ya no existen desde hace mucho tiempo, a esta “agua fósil” se la considera no renovable.
En regiones del Norte de África, en la Península Arábica, Australia, Siberia, y en la zona central de los Estados Unidos existen grandes reservas de agua subterránea fósil. El agua fósil puede ser una excelente ventaja para aquellos en climas áridos o semiáridos. Pero además supone una pregunta real para los administradores de recursos hídricos: ¿Usarla ahora, o ahorrarla para después?
Una vez que los acuíferos no renovables se hayan agotado hasta un nivel en el que ya no sea económico bombear el agua, éstos dejarán de ser un recurso porque no se recargarán en el futuro previsible. El agotamiento por bombeo de esta agua puede tener además una diversidad de otros impactos, como el aumento en la salinidad del agua debido a la intrusión de agua salada y hundimiento de la tierra.