一、地下水的埋藏条件
基岩山区地下水的埋藏深度受地形、地质构造的控制变化极大，一般火山岩、变质岩类分布区，地下水埋藏较浅，泉点很多；碎屑岩类分布区，水位变化较大，在盆地和单斜地区承压性大；碳酸盐岩类分布的中低山区，地下水埋藏较深，但补给区、径流区和排泄区地下水埋藏由深到浅分带明显，当地的侵蚀基准面是地下水埋深的重要标志。
松散岩类孔隙水的埋深，主要受地形的控制，其次是人工开采和地质条件的影响，地下水埋深的规律性很强。黄土梁塬区地下水埋藏较深，一般20～120m，它的特点是初见水位和抽水后的稳定静止水位有时差几十米；山前岗地，地下水埋藏亦较深，一般小于30m；平原区地下水位埋深总的规律是由山前向平原，水位埋深变浅。
黄淮海平原的中深层地下水，具承压性，水头一般高于浅层水，且有含水层埋藏越深水头越高的规律，部分地区自流。
二、地下水的补给、径流、排泄
在基岩山区，断裂、褶皱破碎带、岩溶裂隙为降水入渗、地下水储存、径流、排泄提供了有利条件。裂隙岩溶水的重要特点是降水入渗补给快，地下水径流交替条件好，排泄快而集中，它的补排异地分带性强，在排泄区受阻往往以大泉的形式出流，亦有较大的潜流补给山前，矿坑排水和人工开采亦为重要排泄方式；岩溶分布区的另一个特点是河流在补给区汇集排泄地下水，而到径流区又渗漏补给地下水，即相互转化关系频繁。
基岩裂隙水，受降雨入渗补给、地形、裂隙发育程度和植被影响较大，总的特征是潜水径流短、交替强烈，向河流、沟谷、洼地以泉的形式排泄。
在黄土梁塬地区，地下水埋藏较深，主要是降雨通过黄土裂隙孔隙入渗补给，其次是渠渗和灌溉回渗补给。黄土区地形起伏较大，冲沟发育和植被较差，导致降水量流失多，入渗少，是黄土丘陵干旱缺水的重要原因之一。它的明显排泄以塬为单位，以泉的形式排入深沟，以径流形式补给河流阶地地下水。
垄岗地区由于沟谷发育，坡降较大，且表层多为粘性土，从而降水多形成地表径流，入渗补给地下水较少；局部地带接受山区微弱的径流补给，并以河流、沟谷切割含水层，呈泉和渗流的形式排泄于地表。
在平原区，不同区段补给源有所不同。
太行山前倾斜平原受山区侧向径流、降水入渗等的补给，地下水水力坡度为1/1000～3/1000，地下径流条件好。前缘黄卫河交接洼地，则水流滞缓，形成一些涝渍地，地下水流向和地形坡向基本一致。
黄淮平原和南阳盆地地下水主要靠降水补给，其次是灌溉回渗，在临黄河及渠道闸区的两侧，河道渗漏是重要的补给源。经试验研究，黄河侧渗影响宽度约5～10km，侧渗补给总量3.6×108m3/a，单宽侧渗补给量68.96×104m3/(a·km），平原区降水对地下水的补给和潜水蒸发量受包气带岩性、地下水水位埋深的影响，其补给、径流、排泄以垂直交替为主，水力坡度极缓，水平径流微弱。天然状况下它的平衡取决于降水和蒸发。近几十年来大面积开采地下水、河道建闸蓄水、引水灌溉等，对地下水的影响日趋扩大，其动态决定于降水、蒸发、开采和调蓄之间新的平衡关系。
中深层承压水在山前、盆地主要受侧向径流补给，其次为越流补给；平原区主要是越流和弹性释水补给，径流微弱。消耗主要是开采和径流，由于补给微弱，开采主要消耗静储量。
三、地下水与大气降水、地表水的转化关系
自然界的水循环主要发生于大气降水、地表水、包气带水及地下水之间，循环速度相对迅速。大气降水落到地表后，一部分变为地表径流（地表水），一部分蒸发后重新回到大气圈，剩下的另一部分渗入地下含水层成为地下水。
1.大气降水
河南省多年降水量平均600～1200mm。空间上，受气候影响由北向南降水量递增；时间上受季节性变化影响，年内分配不均匀，年际变化很大。全省年降水量主要集中在6～9月份，占年降水量的55%～80%; 3～5月份全省多旱少雨，平均降水量淮南为300m，豫北平原不足80mm。由于河南跨越江、淮、黄、海四大流域，各流域之间在相同时间和相同年份时有出现南涝北旱或北涝南旱的极端情况，存在降水时序分布差异。全省年平均蒸发量1100～1700mm，其变化与降水量相反，由北向南递减。
大气降水是地下水的主要补给来源。大气降水补给地下水的数量受到很多因素的影响，与降水的强度、形式、植被、包气带岩性、地下水的埋深等密切相关，一般当降水量大、降水过程长、地形平坦、植被繁茂、包气带透水性好、地下水埋深不大时，大气降水才能大量补给地下水，其中起主要作用的是降水量和包气带的岩性。据动态资料分析计算，我省平原区降水入渗补给系数为0.10～0.30。
2.地表水
地表水指河流、湖泊、水库等，由大气降水形成的地表径流汇集而成。地表径流的形成主要受降水（雨量、雨强）和下垫面产生汇流条件的影响：雨量或雨强太小不利于产流，地势平坦、植被繁茂和土壤疏松也会加大入渗，削减地表径流量，加之陆面、河道和土壤对降水的调蓄作用，地表径流较降水具有更为集中和发生时间滞后的特点。由于雨量、雨强达不到一定程度不能成为有效降雨，形成地表径流，因而枯季的一些降水过程并不产生地表径流，致使地表径流的年内分配较降水量更为集中。
地表径流主要受降水补给，其时空分布和降水量分布变化大体一致。南部大别山区平均年径流深500～600m m，桐柏、外方山区为400m m，北部太行山区约200m m，东北部平原仅50m m；丰水期地表径流占全年70%，枯水期多数中小河流断流。
地表水可补给地下水，也可排泄地下水，这主要取决于地表水水位与地下水水位之间的关系。山区河流的上游，地下水补给地表水；河流的中游，河水位与地下水水位比较接近，洪水期地表水补给地下水，平枯水期地下水补给地表水；处于冲积平原的河流下游，河床高于附近平原，地下水接受地表水的补给。地表水补给地下水的多少不仅取决于水位差，还取决于地表水体下部岩土的渗透性。以黄河河南段为例，中游潼关—桃花峪在未修建三门峡水库前，汛期黄河水补给两侧地下水，非汛期排泄地下水；下游桃花峪—台前为“地上悬河”，黄河水常年补给地下水。
3.地下水
地下水的补给有大气降水补给、地表水补给、越流补给及人工补给（包括农灌、工业与生活废水排入地下补给以及人工回流补给等），其中大气降水是地下水的主要给来源。
地下水的排泄方式有泉水排泄、蒸发排泄、向地表水排泄、越流排泄、人为开采等，其中人为强力开采是地下水排泄的主要形式，目前出现的地下水降落漏斗等环境地质问题都与开采有关。
受自然条件改变引起的变化（如枯水期和丰水期）、人类活动引起的变化（如水利工程、开采、回灌等）的影响，地表水与地下水会互相转化，有时地表水补给地下水，有时地下水又排泄地表水。