水文地質勘察的工作內容包括：
①水文地質測繪。對地下水和與其有關的各種地質現象進行實地觀測和填圖工作，包括收集有關的資料；布置觀測點和觀測線進行實地調查；測定井、泉等地下水露頭的流量和水質；研究其形成條件，以查明地下水的形成、分布、埋藏條件和巖土的含水性；尋找地下水的富水地段，選定進一步勘探和試驗工作的地點等。利用遙感技術，對衛星照片和航空照片進行解譯，以配合水文地質測繪，是一種又快又好的方法，可以提高地面測繪的效率和精度。
②地球物理勘探。地球物理勘探（簡稱物探）常用來尋找地下水，確定含水層的位置，劃分咸水體和淡水體界線等。在水文地質勘探中常用的地面物探方法有電測深法、電剖面法、自然電場法、淺層地震法、α－徑跡法等。 常用的鉆井地球物理方法有電測井法、放射性測井法等。物探方法由于比較快速、經濟，常與水文地質鉆探和試驗配合進行，利用物探確定鉆孔和抽水試驗地點，可以提率。
③水文地質鉆探。鉆探的目的是確定含水層的位置與分布，以查明地下水的存在條件。所獲巖心要進行詳細編錄，并且利用鉆孔進行抽水試驗或其他水文地質試驗。水文地質鉆探的要求和一般的礦產鉆探不同，要求有較大的孔徑并且用清水鉆進。否則利用鉆孔求得的水文地質參數可能失真。
④水文地質試驗。水文地質試驗的目的是取得各種參數，為地下水資源評價或礦山涌水量計算等提供基礎資料，包括抽水試驗、壓水試驗、注水試驗和彌散試驗等，最常用的是抽水試驗。
⑤地下水動態觀測。地下水動態觀測是水文地質勘察的一項重要內容。在布置鉆探和水文地質試驗時，就要考慮到保留一部分鉆孔用來進行長期觀測，定期測定地下水的水位、水質和水溫，以便為以后的地下水資源評價或其他水文地質計算提供基礎資料。一般要求動態觀測的時間不少于一個水文年，時間系列愈長愈好。
⑥實驗室分析。在水文地質勘察過程中，要選取水樣、巖樣或土樣進行實驗室的水質分析、粒度分析、孢粉或微體古生物分析、同位素年齡測定等。
⑦編制水文地質報告和圖件。水文地質勘察的成果一般分為報告和圖件兩部分。報告應當正確地反映實際的水文地質條件，回答要求解決的問題。圖件一般是一系列的水文地質圖，根據勘察的目的、要求的不同，圖件的數量和內容都可以不同，常見的有綜合水文地質圖、地下水等水位線圖、巖石含水性圖、水化學圖、地下水埋深圖、地下水污染程度圖、水文地質參數分區圖等。
