Hydrogeologia to dyscyplina zajmująca się wodami gruntowymi, ich pochodzeniem, warunkami siedliskowymi, prawami ruchu, ich właściwościami fizycznymi i chemicznymi oraz ich interakcją ze środowiskiem. Jest to nauka stosowana między geologią, chemią, hydrauliką i hydrologią, a także niektórymi dyscyplinami technicznymi.

W zależności od jej zastosowania, hydrogeologia jest podzielona na kilka podstawowych dyscyplin, których rozwój jest związany ze zmieniającymi się potrzebami społeczeństwa. Początki hydrogeologii przypadają na starożytność i wiążą się z poszukiwaniem i tworzeniem zasobów wodnych.

W średniowieczu hydrogeologia rozwijała się w związku z głębokim wydobywaniem zasobów mineralnych, a tym samym z koniecznością odwadniania kopalń. W tym czasie kładzie się fundamenty hydrogeologii w kontekście odkrywania złóż i rozwoju górnictwa. Znajomość hydrogeologii jest wykorzystywana nie tylko w wydobywaniu rud i surowców niemetalicznych, ale także w ekstrakcji (lub magazynowaniu) węglowodorów (ropa naftowa, gaz ziemny). Taka gałąź hydrogeologii staje się częścią dziedziny inżynierii.

W pierwszej połowie XX wieku interesuje się kwestią ochrony wód gruntowych, już mocno zanieczyszczonych lub zagrożonych działalnością przemysłową. W związku z potrzebą określenia zakresu i metody odkażania zanieczyszczonych wód gruntowych powstaje hydrogeologia skażenia i rekultywacji.

Gwałtowny wzrost liczby ludności jest również związany z obecnym wzrostem zapotrzebowania na wody gruntowe do celów pitnych i przemysłowych (a tym samym rosnącą potrzebą ochrony jakości wód podziemnych i rezerw). W połączeniu z tymi potrzebami i szybkim rozwojem nowych metod i technologii, hydrogeologia wciąż się rozwija.

Tak więc w hydrogeologii oprócz klasycznych metod badawczych wykorzystywane są również metody eksploracji geofizycznej, analiza wody izotopowej i analizy obrazów satelitarnych, a wyniki te można interpretować za pomocą numerycznego modelowania przepływu i transportu wód gruntowych. Wszystko po to, by móc z łatwością znaleźć i wykorzystać wody podziemne – tak do celów ogólnych, jak i do osobistych inwestycji, np. na działce pod miastem.