هناك عدة أساليب تستخدم في التحليل الهيدرولوجي للمياه الجوفية، ومن بينها:
1- تحليل المعادلات الرياضية: يتم فيه استخدام المعادلات الرياضية والإحصائية الخاصة بالتدفق والترشيح لتقييم المخزون المائي ومعدل سريان المياه الجوفية.
2- استخدام نماذج الاستشعار عن بعد: حيث يتم استخدام بيانات الأقمار الصناعية والمستشعرات الجوية لتحليل المياه الجوفية، ويمكن تحسينها باستخدام الأنظمة الجيوفيزيائية وإجراءات المسح الجيوفيزيائي.
3- استخدام نماذج النموذج الارضي: يتم فيها استخدام نماذج هيدرولوجية لتقييم الترشيح ومعدل التدفق الجوفي.
4- استخدام الأساليب الإحصائية: حيث يتم جمع البيانات من عدة حفر جوفية ودراسة التغيرات التي حدثت على مدى فترة طويلة ثم تحليلها بطرق إحصائية مثل التوزيع العادي والتوزيع التراكمي.
5- استخدام أدوات النمذجة الجوفية الحاسوبية: حيث يتم فيها استخدام نماذج النمذجة الجوفية الحاسوبية والتي تستند إلى البيانات العكسية الحصول على نتائج دقيقة عن المياه الجوفية.