Hydrogeologie zkoumá původ, výskyt, pohyb a fyzikální a chemické vlastnosti podzemní vody. V České republice existuje oficiálně samostatná hydrogeologie od vytvoření katedry Inženýrské geologie a hydrogeologie na PřF UK v Praze. Zakladatelem byl Prof. Ing. Ota Hynie DrSc. Hydrogeologické problémy se však řešily od dob před řadou tisíc let, kdy lidé začali budovat sídliště s větším počtem obyvatel a museli zajistit zásobování vodou a závlahy (Egypt, Mezopotámie, Čína, Řecko atd.) Hydrogeologie se vyvíjela paralelně s Vodním hospodářstvím.
Původním úkolem hydrogeologů bylo sice vyhledávání zdrojů podzemních vod s důrazem na kvantitu a vydatnost zdrojů, ale kromě toho řeší hydrogeologie i záležitosti znečištění a ochrany podzemních vod - bere se také tedy ohled na kvalitu. Již v 19. století byla vyhlašována ochranná pásma zdrojů minerálních vod a sanace znečištění podzemních vod se řeší od šedesátých let dvacátého století. Velké množství znečištění podzemních vod vziklo zejména v dobách komunismu.
Dnes hydrogeologové vyhledávají nové zdroje podzemních vod včetně stanovení kvality zdrojů a jejich vydatnosti a se starají o ochranu stávajících zdrojů podzemní vody, případně řeší sanaci znečištění pozemních vod. Také provádějí hydrogeologický průzkum. Ten je nutný v případech, kdy je nutné zjistit hloubku podzemní vody, propustnost hornin a směr a rychlost proudění podzemní vody.
Hydrogeologii lze rozdělit do různých odvětví podle specializace jako je například všeobecná hydrogeologie, kontaminační hydrogeologie, ložisková hydrogeologie, hydrogeologie minerálních vod, inženýrská hydrogeologie regionální hydrogeologie atd.