علم الهيدرولوجيا الجيولوجية هو دراسة تحركات وخصائص المياه الجوفية في الصخور والتربة والمواد الأخرى في القشرة الأرضية. يهدف هذا العلم إلى فهم كيفية تشكل وتتدفق المياه الجوفية وكيفية تأثير المياه الجوفية على الأرض والنظم البيئية والإنسان.
تؤثر دراسة علم الهيدرولوجيا الجيولوجية على تحديد مصادر المياه الجوفية عن طريق تحديد المواد الصخرية والتربية التي تحتوي على المياه الجوفية وتحديد معدل تدفق المياه الجوفية في تلك المناطق. كما يتم استخدام هذا العلم أيضًا في تحديد تأثيرات المناشط البشرية على المياه الجوفية وتحديد المخاطر البيئية المحتملة التي يمكن أن تؤدي إلى تلوث المياه الجوفية.