Les substances qui se dissolvent dans l'eau, comme les engrais, les sels de voirie, les pesticides hydrosolubles et les nitrates des fosses septiques, sont entraînées jusqu'à la nappe phréatique avec les eaux de surface qui la réalimentent. Une fois dans la nappe phréatique, ces substances suivent le même cheminement que l'eau souterraine.

En général, bien que les produits pétroliers et l'eau ne se mélangent pas, une partie de ces matières, en fait, parvient à se « dissoudre » dans l'eau. Si des petites quantités de produits pétroliers se retrouvent dans la nappe phréatique à la suite de déversements ou de fuites, la totalité de la nappe d'eau peut ne plus être potable. En effet, les produits pétroliers, plus légers que l'eau, demeurent au-dessus de la nappe.

Le captage de grandes quantités d'eau dans les nappes souterraines peut faire baisser le niveau de l'eau dans les terres humides, les petits cours d'eau et les puits situés à proximité.

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