Сложное геологическое строение и пестрый литологический состав горных пород определяют многообразие водоносных горизонтов и комплексов, развитых на территории республики.
В соответствии с гидрогеологическим районированием Республика Башкортостан располагается в пределах Волго-Уральского сложного артезианского бассейна и Уральской гидрогеологической складчатой области. Оба бассейна в геоструктурном и гидродинамическом отношении четко обособлены друг от друга.
Распределение подземных вод в толще Волго-Уральского бассейна, охватывающего равнинную часть республики, представляет собой сложную систему водоносных горизонтов и комплексов, отличающихся разнообразием гидрогеологических условий, химического состава и минерализации. Суть заключается в последовательном замещении с глубиной гидрокарбонатных вод (до 1 г/л) сульфатными (1 - 20 г/л), сульфатно-хлоридными (5 - 35 г/л) и хлоридными (35 - 400 г/л). Зона пресных питьевых вод (до 1 г/л) приурочена к породам широкого возрастного диапазона (от четвертичных на платформе до девонских на западном склоне Урала) и в гидрогеологическом отношении соответствует зоне интенсивной циркуляции. Мощность ее колеблется от 20 - 50 м в долинах рек до 150 - 200 м на водоразделах, на Уфимском плато достигает 500 - 800 м. На значительной части территории республики пресные воды отсутствуют или имеют спорадическое распространение. Причинами слабой обеспеченности пресными подземными водами районов Западного Башкортостана являются гидрогеологические условия и интенсивное техногенное влияние на подземные воды.
В составе зоны гидрокарбонатных пород выделяются две подзоны: верхняя - кальциевых вод мощностью от 10 до 150 м и нижняя - натриевых вод мощностью от 20 до 100 м. Минерализация гидрокарбонатных натриевых вод от 0,2 до 0,7 г/л, натриевых (содовых) - 0,5 - 0,9 г/л, в отдельных случаях - 1,2 - 1,7 г/л. Содовые воды тесно связаны с терригенными глинистыми пермскими породами, представленными переслаиванием песчаников, алевролитов, аргиллитов и глин, обладающими низкими фильтрационными свойствами и невысокой водообильностью.
Распространение и характеристика вод приведены на основе гидро-геологической карты Башкортостана масштаба 1:500000 (Толстунова, 2001 г.) только для верхней гидродинамической зоны безнапорных и субнапорных пресных вод.
Аллювиальный четвертичный водоносный горизонт (aQ) выделен в речных долинах при ширине не менее 1 км. Наибольшую ширину горизонт имеет в нижнем течении р. Белой - до 25 км, в долинах рек Уфа, Быстрый Танып, Бол. Ик, Сим - до 10 - 15 км; наибольшие мощности до 20 - 50 м отмечены в долинах рек Белой, Уфы, Сим, Инзер, Буй, Бол. Ик. Воды горизонта преимущественно безнапорные, с глубиной залегания 1 - 10 м, на высоких террасах до 10 - 20 м (иногда до 30 м), где возможен небольшой напор.
Водообильность отложений различная: дебиты скважин от 0,1 - 1,0 до 50 - 100 л/с (долины рек Уфа, Белая, Инзер); водопроводимость пород обычно увеличивается от верховий к устью и изменяется в пределах от 10 - 50 до 2000 - 5000 м2/сут. Повышенная водопроводимость (м2/сут.) характерна для долин рек Уфы (1300 - 4700), Бол. Ика (1200 - 2800), низовьев Инзера (2300 - 4600), Белой выше г. Бирска (500 - 5600), Ика (700 - 1600). Для долин средних рек типа Дема, Усень характерна водопроводимость 200 - 1200 м2/сут.; для остальных мелких и средних рек - преимущественно до 100 м2/сут., на высоких террасах 20 - 50 м2/сут. На северо-востоке в долинах рек Уфа (выше Павловского водохранилища), Ай и Юрюзань отмечена водопроводимость от 100 до 1000 м2/сут. при средних величинах (в днище) 300 - 500 м2/сут.
Воды четвертичного горизонта играют основную роль в водоснабжении городов и промышленных объектов (Уфа, Стерлитамак, Салават, Нефтекамск, Бирск, Октябрьский, Ишимбай, Мелеуз и другие населенные пункты).
Неогеновый водоносный комплекс (N) распространен преимущественно вдоль левобережья р. Белой в нижних частях склонов и выположенных междуречий. Подземные воды приурочены к линзам и прослоям песков, гравия среди глин общей мощностью до 100 - 200 м. Мощность обводненных пород от единиц до 20 - 30 м, глубина залегания от 5 - 50 до 80 - 120 м, напоры достигают 40 - 60 м и более с самоизливом до 3, иногда до 20 л/с. Дебиты скважин 0,5 - 2,0 л/с, удельные 0,1 - 1,0 л/с; водопроводимость пород изменяется от единиц до 100 - 200, редко до 400 - 500 м2/сут., преимущественно до 20 м2/сут.
Нижнетриасовый водоносный комплекс (T1) развит локальными участками по правобережью р. Белой, где практического значения не имеет. Основное развитие комплекс имеет в южной части в пределах Общего Сырта и предгорий Западного склона Урала, где совместно с верхнепермским комплексом (Р2) представлен мощной терригенной толщей. Подземные воды вскрываются на глубинах от единиц до 30 - 40 м, часто обладают напором, возможны самоизливы. Комплекс с хорошей водообильностью, с дебитами скважин до 10 - 20 л/с, родников до 20 л/с. Водопроводимость пород до 100 - 400 м2/сут.
Верхнепермский водоносный комплекс (P2), преимущественно терригенного состава, развит полосой по правобережью среднего течения р. Белой и на междуречье Белая - Сухайля (Вельская депрессия) общей мощностью до 2000 м. Водообильность отложений хорошая, дебиты скважин до 10 - 20 л/с, удельные от 0,4 до 12 л/с, водопроводимость до 400 - 600 м2/сут. Глубина залегания различная, иногда бывают самоизливы. Дебиты родников от 0,5 до 10 - 15 л/с. Мощность зоны пресных вод достигает 300 м.
Казанасо-татарский водоносный комплекс (P2kz + P2t) выделен в пределах Бугульминско-Белебеевской возвышенности, междуречий Сюнь - База, Быстрый Танып - Буй. В северной части комплекс характеризуется средней водообильностью: дебиты родников от 0,2 - 3,0 до 15,0 л/с при хорошем качестве, дебиты скважин 0,1 - 1,0 л/с, водопроводимость 13 - 16 мг/сут.
Южнее г. Туймазы комплекс представлен терригенно-карбонатными отложениями с переслаиванием водоносных и водоупорных слоев, что создает сложную картину соотношений водоносных слоев (до семи) на разных уровнях.
Межпластовые воды выше уреза рек безнапорные, каждый слой имеет свой уровень с разрывом до 10 - 20 м и более. Мощность толщи пресных вод может достичь 100 - 150 м. Воды разгружаются многочисленными родниками с наибольшими дебитами до 50 - 100 л/с, дебиты скважин 1 - 5 л/с (возможны и до 20 л/с), водопроводимость обычно 30 - 40 м2/сут., в долинах до 600 - 800 м2/сут.