在天然条件下，一个地区的气候，经常围绕平均状态发生波动。多年统计，气候趋近平均状态，地下水保持收支平衡；年内及年际，气候（气象）发生波动，地下水也经常处不均衡状态；表现为地下水诸要素随时间发生有规律的变化，地下水均衡研究，要分析均衡的收入项与支出项，列出均衡方程式（equation of water balance）。通过测定或估算均衡方程式的各项，求算某些未知项。地下水均衡研究还不够成熟，多限于水量均衡研究。在我国，结合生产实际的地下水均衡研究，主要是灌溉条件下的潜水水量均衡。