冬天水越深水溫就越高。從地面往下每深100米，溫度大約增加3攝氏度左右。
地表以下5~10米的地層溫度就不隨室外大氣溫度的變化而變化，常年維持在15~17℃。到了一定深度，再往下每深100米溫度大約增加2攝氏度或者1攝氏度多。
當深度變化不大時，即從微觀來說，地面水的溫度隨日照與氣溫的變化而改變。地下水的溫度則和地溫有密切關係。地下水的溫度比較恆定，愈是深層地下水，水溫愈是恆定。地下水溫度如有劇烈變動時，在衛生上即表示有被污染的可疑。
地面水的溫度隨日照與氣溫的變化而改變。地下水的溫度則和地溫有密切關係。地下水的溫度比較恆定，愈是深層地下水，水溫愈是恆定。地下水溫度如有劇烈變動時，在衛生上即表示有被污染的可疑。
若地下水水溫突然增高，可能是由於溫度較高的地面水大量流入的緣故。水溫可以影響水中細菌的生長繁殖和水的自然淨化作用。此外，水溫對水的淨化消毒亦有重要的關係。
