污染物质来源繁多，但是从其形成原因来看，基本有两大类:人为污染源和天然污染源。
(一)人为污染源
1.城市液体废物
城市液体废物主要包括生活污水、工业污水及地表雨水入渗。
(1)生活污水
生活污水主要包括SS(悬浮固体)，BOD(生化需氧量)，N(主要为NH4－N)，P，Cl－，细菌和病毒含量高，其次是Ca，Mg等，重金属含量一般都是微量。其中对地下水威胁最大的是氮、细菌和病毒。
(2)工业污水
工业污水种类繁多，下面仅列举一些有代表性的工业污水。食品和饮料厂:BOD高，SS也常常较高，还有Cl－、酚和硫化物浓度也较高。制革厂:BOD，TDS(总溶解固体)，Cl－，Na+，硫化物及Cr浓度高，pH值高。铸造厂:pH值低，SS、酚和矿物油高。电镀和金属加工:pH值低，有毒金属(Cr)、氰化物浓度高。纺织工业:SS和BOD高，碱性水。化学工业:污水成分及浓度变化很大，其中有机毒物对地下水威胁最大，有些是致癌物。农药厂:TOC(总有机碳)高，有毒的苯酚衍生物高，有时有重金属，如砷、汞等。
(3)地表雨水入渗
城市地区的雨水沿地表径流往往含有较高的悬浮固体，病毒和细菌的含量也很高。在北方的冬天，由于路面抛撒融雪剂，如NaCl和尿素，使地表雨水径流，Na+，Cl－和NH+4含量升高。
2.城市固体废物
城市固体废物包括生活垃圾、工业垃圾及污水河渠及污水处理厂的污泥等。
(1)生活垃圾
新鲜的生活垃圾含有较多的硫酸盐、氯化物、氨、BOD、TOC、细菌混杂物和腐败的有机质。这些废物经生物降解和雨水淋滤后，可产生Cl－，SO2－4，NH+4，BOD，TOC和SS含量高的淋滤液，还可产生CO2和CH4气体。淋滤液中上述组分浓度峰值出现在废物排放的最初1～2年内，此后相当长的时间内(或许几十年)，其浓度无规律的降低。总有机碳(TOC)的80%以上为脂肪酸，经细菌降解可变为高分子量的有机物，在潮湿温带地区，其降解期为5～10年，在干旱地区，由于缺乏水分，其降解速度会受到限制。
(2)工业垃圾
工业垃圾来源复杂，种类繁多。冶金工业产生含氰化物的垃圾;造纸工业产生含亚硫酸盐的垃圾;电子工业产生含汞的垃圾;石油化学工业产生含多氯联苯(PCBs)、农药废物和含酚焦油的垃圾，以及含矿物油、碳氢化合物溶剂及酚的垃圾;燃煤热电厂产生粉尘，粉尘淋滤液可产生As，Cr，Se和Cl－;燃煤产生另外的污染物是煤灰，大部分是中性物质，只有约2%的可溶物，它含有硫酸盐，以及微量金属，如Ge和Se等。
(3)污泥
污泥除含有各种金属外，还有大量的植物养分，如N，P，K等。
3.农业活动及采矿活动
在农业活动中，农药、化肥及农家肥的施用是重要的地下水非点状污染源，它可引起大面积的浅层潜水水质恶化，其中主要是N03－N的增加。
矿床开采过程中，可能成为地下水污染源的是尾矿淋滤液及矿石加工厂的污水，此外，矿坑疏干，使氧进入原来的地下水环境里，使某些矿物氧化而成为地下水污染源。例如煤矿，其主要污染是含煤地层中的黄铁矿，它被氧化并经淋滤后，使地下水的Fe3+和SO2－4含量升高，pH值降低。采煤过程中由于地层中分离出沉积水，也可能使地下水的Cl－升高。
(二)天然污染源
天然污染源是天然存在的。地下水开采活动可能导致天然污染源进入开采含水层。天然污染源主要是海水、含盐高及水质差的含水层。在海岸地区由于地下淡水的超量开采引起海水入侵;在内陆地区由于上层地下淡水超量开采而形成下层盐水的上升锥等均属此类。
(三)地下水污染物
研究地下水污染首先要对地下水污染物(或称污染组分)有清晰的概念。正确的污染物含义应该是:凡是人类活动导致进入地下水环境，会引起水质恶化的溶解物或悬浮物，无论其浓度是否达到使水质明显恶化的程度，均称为地下水污染物。地下水污染物种类繁多，按其性质分为化学污染物、生物污染物、放射性污染物等三种。
1.化学污染物
地下水中最常见的无机污染物是NO－3，其次是Cl－、硬度(Ca2++Mg2+)和总溶解固体等;微量非金属主要是As，F;微量金属主要是Cr，Hg，Cd，Zn等。许多为环境所关注的有机化学物含量甚微，一般为ppb级，或者是ppt级。一些发达国家，例如美国环保部把此项研究集中在120种有机化合物之中，他们把这些化合物列为优先监测项目，其中在地下水中经常发现的是二氯乙烯、三氯乙烯、四氯乙烯、1，1－二氯乙烷等。
2.生物污染物地下水中的生物污染物可分三类:细菌、病毒和寄生虫。在人和动物粪便中有400多种细菌，已鉴定出的病毒有100多种。在未经消毒的污水中，含有大量的细菌和病毒，它们能进入含水层污染地下水。
3.放射性污染物
地下水中放射性污染物的来源可能是人为的，如核电厂、核武器试验的散落物以及实验室和医院等部门使用的放射性同位素，也可能是天然来源(放射性矿床或含放射性矿的地层等)。主要的污染组分有226Ra，90Sr，289Pu，137Cs等。