지하수학(地下水學, Hydrogeology)은 지하수의 발생, 이동, 분포 및 품질에 대한 과학적 연구를 다루는 학문이다. 이 분야는 지질학, 수문학, 화학 등 다양한 과학의 원리를 통합하여 지하수 자원의 관리, 보존 및 오염 방지 등을 목적으로 하는 다양한 연구를 수행한다.

지하수는 지표면 아래의 토양 및 암석층에 존재하며, 주로 강수에 의해 재충전된다. 이러한 지하수는 인간의 생활, 농업, 산업 등에서 중요한 물 자원으로 활용된다. 지하수학은 이러한 지하수의 순환, 즉 강수의 침투, 지하수의 흐름과 분포, 그리고 가장 중요한 지하수의 함수 미세구조와 지질적 특성을 분석한다.

지하수의 흐름은 주로 두 가지 형태로 나타나는데, 하나는 우물 등의 인공적인 구조물을 통해 얻을 수 있는 유출수이고, 다른 하나는 자연적으로 발생하는 샘 또는 지하수의 흐름을 통해 나타난다. 지하수학자들은 이러한 흐름을 수치 모델과 실험적 방법을 통해 연구하여, 지하수의 분포와 이동 경로를 예측하고, 이를 통해 수자원 관리에 기여한다.

또한, 지하수의 화학적 성질과 오염 문제도 지하수학의 중요한 연구 분야이다. 인위적인 오염원이나 자연적인 요인에 의한 지하수의 오염은 지역 주민과 생태계에 큰 영향을 미칠 수 있으므로, 이와 관련된 연구는 안전하고 지속 가능한 물 자원 관리를 위해 필수적이다.

지하수학의 응용 범위는 매우 넓어서, 환경 과학, 농업, 건설, 도시 계획 및 재해 관리 등 다양한 분야와 밀접하게 연관되어 있다. 이러한 특성 덕분에 지하수학은 현대 사회에서 지속 가능성과 환경 보호에 기여하는 중요한 역할을 한다.