Un modello idrogeologico viene generalmente sviluppato a partire da dati reali raccolti sul campo, come la permeabilità dell’acquifero, la sua estensione, i livelli piezometrici e altre caratteristiche idrogeologiche.

Questi dati vengono inseriti in griglie di calcolo nelle quali vengono risolte equazioni matematiche che descrivono il flusso dell'acqua attraverso mezzi porosi o in roccia fratturata. Il risultato è una rappresentazione numerica del sistema idrogeologico, che può essere utilizzata per simulare diversi scenari, quali l’aumento del pompaggio d’acqua, la diffusione di contaminanti o l'effetto dei cambiamenti climatici sulle risorse idriche sotterranee. Tali modelli possono essere utilizzati anche in ambito di geotermia superficiale per valutare l’impatto termico di nuovi impianti o per capirne la sostenibilità termica nel lungo periodo. 

Inoltre, il settore idrogeologia realizza su richiesta modelli idrogeologici.