지하수 환경문제는 원인 규명이 이루어지더라도 지하수의 비가시성과 느리고 복잡한 유동 체계, 불균질성이 강한 수리지질 특성 때문에 그 해결이 매우 어렵다. 더욱이 비복원(회복)성 문제들이 발생하기도 한다. 지하수위 강하에 따른 지반침하가 발생한 지역의 경우, 원인이 되는 양수를 중지시키면 일정 시간이 지나면 지하수위 함양으로 수위회복이 일어난다. 하지만 이 경우 약화된 지반안정성은 다시 회복되지 않을 수 있다. 다른 예로 지하수의 비소 문제와 같이 대수층에서 자연적으로 발생하는 오염현상의 경우, 대체 수자원을 개발하지 않는 한 이 문제를 해결할 수 없다. 지하수 내 비소는 동남아시아 지역의 충적층 지하수에서 고농도로 발생하여 지하수를 음용하는 10억 명 이상 인구의 건강을 위협하고 있다. 이는 충적층 매질에 포함된 함철광물(수산화철) 등이 주로 유기물과 반응하여 환원용해(reductive dissolution)되면서 지하수 내 고농도의 비소를 발생시키기 때문이다.
지하수 환경문제는 원인을 알더라도 그 해결이 매우 어렵다.  대표적인 예로 인구 건강을 위협하는 자하수 내 비소 문제의 경우, 충적층 매질 속 함철광물 등과 유기물이 반응하여 발생하는 자연적 오염현상으로 그 해결이 어렵다.