西安地下水化学成份受地下水的补给、径流、排泄、岩层性质等条件控制。
秦岭山麓洪积平原及黄土台塬区地下水化学成份简单。山麓洪积平原地形倾斜,水力坡度大,地下水流程短且畅通,沉积岩相颗粒粗,透水性好,强烈循环交替成为其基本特征。黄土台塬沟壑切割,地下水沿塬边和沟谷以泉水形式畅通排泄于外。这两个区域地下水的补给、径流、水平排泄条件良好,以溶滤作用为主,矿化度均小于1克/升,属重碳酸盐型淡水。渭河南岸冲积平原地形平坦,沉积岩相变细,水力坡度变缓,矿化度由小于1克/升逐渐过渡到大于1克/升。在城区及北郊由于人为因素对潜水污染,水化学环境发生变化,在面积约130平方公里的范围内矿化度最高达2.08克/升,水化学类型由重碳酸盐逐渐改变为重碳酸盐—硫酸盐型水,并向氯化物型水转化。
渭河北岸平原区地下水化学类型较南岸复杂,自西到东,由重碳酸盐、硫酸盐型水渐变为硫酸盐氯化物型水。渭北平原宽阔平坦,天然河流较少,沉积岩相多为湖沼沉积物,岩性变细,水力坡降小,地下水径流滞缓,以蒸发排泄为主,因而矿化作用强。地下水矿化度一般1~2克/升,局部地区超过2克/升,东部区域高达3克/升,临潼县田市一带最高达4.23克/升。但在泾、渭河的河漫滩区,含水岩性颗粒变粗,透水性好,径流畅通,汛期河水倒灌使地下水稀释淡化,矿化度一般在1克/升左右,属重碳酸硫酸盐型水。