（1）传统水文地质学的研究对象和领域进一步扩大到整个水圈，并参与到与其它地球圈层——岩石圈、生物圈、大气圈的相互影响、相互作用的领域，成为全球变化研究的重要组成部分。即使在水圈里，也是着眼于整个系统，地表水与地下水的统一研究，人地系统中人类与地下水环境的相互作用研究，引起地下水圈生态效应的变化的研究。俄罗斯水文地质学家提出生态水文地质学的新概念，目的是提出管理地下水圈体系及其质量状态的方法。从时空角度不仅加大了深部（层）地下水研究，而且回溯到过去地质历史时期的古水文地质研究。
（2）在水文地质基础理论方面，由于引进了现代新的科学理论，如系统论、非线性动力学、耗散结构理论以及应用数学、同位素技术等，使地下水的一些理论问题，如地下水的形成、年龄和地质循环、水－岩相互作用、地下水的数值模拟（渗流、水量、水质、溶质运移、弥散等）、弱渗透介质中水文地质问题等研究将进一步深入和发展。后者涉及非稳定流在非均一介质中的运移问题，需要建立对未来多少年的流体和溶质的传输预测模型。但这些科学前沿的理论研究还需要其它学科的协作，如放射性废物地质处置库的设置就需要水文地质学、岩石力学以及热传导和热动力学领域的科学家来共同解决。地下水和地质作用关系问题越来越受到关注，它对于金属矿床、矿化带的形成和地震预报有着特别重要的意义。
（3）多学科交叉协作形成的环境水文地质学的发展将更为迅速。它包括了区域环境、污染环境、医学环境和生态环境的水文地质研究。区域环境水文地质主要对区域环境水文地质条件和存在问题进行综合分析、评价和趋势预测，为环境规划或国土整治服务。有关地下水污染的机理、预测、控制和治理是环境水文地质的主要研究内容，是当前水文地质的研究重点。特别是污染治理措施的研究，需要多学科的协作，如国际上兴起利用土壤微生物来降解某些污染物的生物补救措施。它不仅依靠对水化学条件（如含水量、pH值等）的了解，而且控制生物降解的营养素有效性又受到地下水水流和运移过程所控制。这就需要微生物学、地球化学、水文学等方面的学科知识来共同解决。美国DOE1995提出一个跨这3学科的10年研究计划，内含7个研究单元，通过建立野外研究中心，综合数据，为最佳生物补救措施完善分析系统等途径，而水文地质将在其中起到重要作用。由于水资源日益紧缺，如何科学合理开发利用和管理，解决开发地下水资源引起的环境问题，有称之为资源环境水文地质学的，这些都是应用性很强的分支学科。
（4）新技术、新方法在水文地质中的应用将进一步扩大和加强。地理信息系统（GIS）可应用到地下水决策支持系统，地下水规划和管理，模型研究，水质监测，含水层识别，水源保护，利用遥感图像和数据进行地下水研究、编制水文地质图等方面。
（5）水文地球化学在以下领域内将进一步发展：一是结合环境质量评价要求，进一步对地下水水质及其变化、污染机理和预测、防治措施等进行研究；对于地下水中可能导致地方病病因一些有害微量元素的形成、运移、富集规律从室内模拟实验到区域实地调查、观测；对现今污染水中大量复杂的有机物质、生化物质的发现和治理的研究将促进水文地球化学提高到一个新的水平。二是用水化学和同位素方法综合研究地下水系统，在研究地下水的演化和100年以上尺度的水文地质事件和条件以及高放核废料处理选址方面。水化学同位素的研究对于解决地下水补给、深层水起源和地下水年龄以及热液成矿机理有着不可替代的重要性和发展前景。