지질학 혹은 수문학의 한 분야로써 지하수의 제반 분야에 대해 연구하는 학문을 일컫는다. 지하 심부 및 관정에 대한 연구가 활발하지 않던 시절에는 수문학 (hydrology)의 한 분과로만 취급되었으나, 현재는 그 자원으로서의 중요성에 입각하여 독자적인 학문 분야로 인정받고 있다.

지표 이하에서 일어나는 다상 (multi-phase) 유체의 유동과 이로 인해 발생하는 물질과 열의 이송 및 확산, 이에 따른 피드백으로 인한 지표 및 지하의 물리적 변화에 관련한 포괄적인 연구를 다루는 것이 지하수학이다.