劣质地下水从形成条件上分类，主要包括天然成因的劣质地下水和人类污染成因的劣质地下水。
10.1.1.1 天然成因的劣质地下水
天然成因的劣质地下水，是地下水在自然循环过程中与岩士介质发生水-岩相互作用，经长期演化而形成的。这种天然形成的劣质地下水主要有高矿化度水、高氟水、高砷水和其他有害离子超标的地下水，以及由于某些重要的微量元素缺乏而形成的劣质地下水。天然成因的劣质地下水容易导致地方病的发生。高矿化度水和高氟水往往是伴生的，有时还与高砷水伴生，会加重劣质地下水的严重性。
这里的高矿化度水是指矿化度大于1g/L的地下水，主要考虑了供水和饮用的目的。高矿化度地下水的形成与溶滤作用、蒸发浓缩作用、海相沉积作用有关，受古气候环境和沉积规律的影响。矿化度高的地下水往往硬度和碱度也高，味咸而苦，被人们称为“苦咸水”。这种苦咸水不仅会损害饮用者的健康，也不适合作为灌溉用水。如果浅层地下水主要为高矿化度水，将严重影响一个地区的社会经济发展。我国有近4000万人生活在浅层地下水为高矿化度水的地区，主要分布在华北、西北各省。
高氟水是指氟含量大于1.2mg/L的地下水。地下水中的氟主要来源于岩石矿物的溶解，如萤石、冰晶石、氟磷灰石、云母和电气石等都含有氟。经过地下水的搬运，氟离子可以迁移到低洼地区，并在干旱气候条件和一定的物理化学环境中富集，从而成为高氟水。长期饮用高氟水会导致慢性氟中毒，即氟斑牙和氟骨症，还容易诱发动脉硬化。我国的高氟地下水主要分布在东北、华北和西北地区，地方病情况比较严重的有吉林西部、内蒙古、晋北、陕北、宁夏南部、甘肃、青海、新疆东部等地区，涉及人口约3000万。
高砷水是指砷含量大于0.05mg/L的地下水。高砷地下水的形成与古地理、古沉积环境有很大的关系，通过含砷无机物的氧化、向富含铁锰的矿物吸附、细粒沉积物中的厌氧还原、生物作用等途径在地下水中富集。高砷水的分布具有很强的地域性。世界范围内主要分布在孟加拉国、印度西部的孟买、美国阿拉斯加以及我国的山西、内蒙古等地区。砷在人体的积累可以导致各个器官的损害，出现皮肤癌、乌脚病、色素沉着等病症，还容易导致肝病和肾病。
有些地区的地下水因缺乏某种微量元素而成为劣质地下水。我国西北地区的一些人群曾长期饮用缺乏碘（含量低于0.01mg/L）的地下水，导致甲状腺肿大。沿大兴安岭、长白山、太行山、六盘山至云贵高原的一些山区，曾流行大骨节病（克山病）。这些地区的地下水普遍缺少硒元素。
10.1.1.2 入类污染成因的劣质地下水
天然条件下满足供水标准的地下水，在人类活动的作用下受到污染而不再符合供水标准，就是人类污染成因的劣质地下水。由于人类向自然界排放的污染物种类很多，这种劣质地下水类型也很复杂。从饮用水供水标准来看，人类污染成因的劣质地下水有些是无机物超标，有些是有机物超标，甚至多种化学成分超标，与地下水补给过程接受的污染物有关。
长期使用化肥和农药的耕地、果园，可以导致大面积浅层地下水的氮污染和杀虫剂污染。其中，“三氮”污染是我国地下水污染的主要类型。氨氮通过淋滤扩散从士壤进入到地下水之后，能够转化为亚硝酸盐和硝酸盐类的致癌物质。难以降解的杀虫剂可以在生物体内积聚，危及人体健康。浅层地下水由于这种面源污染演变为劣质地下水，严重威胁着我国广大平原地区农村和城市的饮水安全。
有机污染物对地下水劣质化有很大的推动作用。难以降解的有机氯农药、多环芳烃及其他持久性有机物，是“致癌、致畸和致突变”的高危物质，这些物质现在已经频繁出现在地下水中。这些污染物主要来自垃圾填埋场、排放污水的河沟、化工厂排污系统、污水灌溉等。石油管线、加油站储油库的泄漏也会导致地下水中总酚、苯、甲苯等碳氢化合物的超标。
地下水污染已造成我国严重的水质型缺水现象。很多地区的浅层地下水已经演变为Ⅳ类和V类水，不宜直接饮用，这种劣质水的分布面积在淮河平原接近总面积的70%，在太湖流域达到90%以上。