भूजल सर्वेक्षणामध्ये जमिनीची रचना, खडकांची माहिती आणि भूभागाचा अभ्यास केला जातो. या माहितीच्या आधारावर, पाणी कोणत्या ठिकाणी असण्याची शक्यता आहे याचा अंदाज लावला जातो.

या पद्धतीत भूकंपांचे धक्के, विद्युत प्रतिरोधकता (electrical resistivity) आणि गुरुत्वाकर्षण (gravity) यांचा वापर करून जमिनीखालची रचना समजून घेतली जाते. पाणी असलेल्या ठिकाणी विद्युत प्रतिरोधकता कमी होते, ज्यामुळे ते क्षेत्र शोधले जाते.

उपग्रहांनी घेतलेल्या प्रतिमांचा वापर करून जमिनीवरील ओलावा आणि वनस्पतींची वाढ यांचा अभ्यास केला जातो. ज्या भागात वनस्पतींची वाढ चांगली असते, तिथे पाण्याची उपलब्धता अधिक असण्याची शक्यता असते.

ग्रामीण भागात आजही काही पारंपरिक पद्धती वापरल्या जातात, ज्यात नारळाच्या साहाय्याने किंवा विशिष्ट झाडांच्या निरीक्षणाने पाणी शोधले जाते.