אקוויפר הינה שכבת סלע דרכה מחלחלים המים. הם בדרך כלל מורכב חצץ, חול, אבן חול, או אבן גיר. מים יכולים לנוע דרך סוגי סלעים אלה כי יש ביניהם רווחים גדולים שהופכים אותם לחדירים. המהירות שבה זורמים מי התהום תלויה בצפיפות האדמה או הסלע.
ניתן למצוא מי תהום כמעט בכל מקום. הם עשויים להיות עמוקים או רדודים וכמות המים משתנה בהתאם לגורמים רבים. גשמים כבדים או שלג נמס עלולים לגרום לגובה המים לעלות, בעוד ששאיבה אינטנסיבית של מי התהום עלולה לדלדל את כמותם.
כמות מי התהום מתחדשת על ידי הגשמים והשלגים המחלחלים לתוך הסדקים, מתחת לפני השטח. באזורים מסוימים בעולם, אנשים מתמודדים עם מחסור חמור במים כי משתמשים במים מהר יותר מאשר התחדשותם הטבעית. באזורים אחרים המים מזוהמים על ידי פעילות אנושית.
הדרכים הטבעיות בהם מי התהום עולים אל פני השטח הם דרך נביעת מעיין או זרימתם לנחלים או אגמים. באופן מלאכותי, ניתן לשנע מי אל פני השטח על ידי משאבה. ניתן לאגור את המים באופן יעיל יותר דרך חציבת בארות בתוך האקוויפר המשמשת כמעין צינור באדמה המתמלא במים. כמה בארות, הנקראות בארות ארטזיות, אינן זקוקות למשאבה בגלל לחצים טבעיים המפעילים את המים ויוצאים מן הבאר.
באזורים בהם החומר מעל האקוויפר חדיר, מזהמים יכולים לשקוע בקלות באספקת מי התהום. מי תהום יכולים להיות מזוהמים ע''י דלקים, דליפת גז תת קרקעית, וכן שימוש יתר של דשנים וחומרי הדברה. במידה וכמות המזהמים גדולה, מי התהום כבר אינם בטוחים לשתייה.