借助各種補給工程設施，人為地將地表水引滲或直接註入地下含水層裏儲存，以調節地下水資源。
補給目的 主要是使含水層儲水和儲能。
① 含水層儲水。利用地下巖層的孔隙、裂隙、溶洞等儲水構造，建立地下水庫。中國有的農村和城市利用含水層儲水，人為地調節地下水的采補關係，有計劃地儲存與調節水資源，保護地下水免於枯竭；還可用於改造地下咸水，在含水層裏建立立淡水帷幕，以防止或減少海水或污水入侵；保持地下水位，防止地面沉降等。它是調節和控制地下水的一種手段。與地表水庫比較，具有安全、經濟、占地少，蒸發耗損少，管理簡便等優點。
② 含水層儲能。利用地下水在含水層裡流動慢和含水層保溫好的特點，用管井進行人工補給，冬季將冷水或夏季將熱水灌進含水層裡儲存起來，形成“地下冷水庫”或“地下熱水庫”，在夏季或冬季當需要時再抽取使用。目前，含水層儲能已應用於工業和民用的夏季降溫空調、冷卻和洗滌用水，以及冬季取暖調溫、洗滌和鍋爐用水等方面，為工業提供廉價能源。與人工機械制冷或制熱相比，含水層儲能具有投資小、消耗能源少、運轉費用低、管理方便、經濟效益高等優點。
補給方法 ①地面引滲回灌法。包括田面、溝渠、坑塘引滲方法，多用於地表為透水性良好的土層，淺層潛水含水層儲水，為防止地面引滲的淤填而使滲水性能降低，除須註意水源的渾濁度和有機物含量外，還要經常清淤。②註水回灌法。包括管井、大口井、坑道回灌方法，是常用的地下水人工補給法。用於地下水人工回灌的管井稱為回灌井，可分為專門回灌井和灌采兩用井。其結構與管井相同。管井回灌有真空回灌和壓力回灌兩種方法。真空回灌：在回灌井的各個管路密封的基礎上，利用真空虹吸的作用，在井內外產生壓差，而在井周圍形成水力坡降，回灌水就能克服阻力向含水層滲透。它適用於地下水位低、滲透性小的含水層。壓力回灌：在真空回灌管路裝置的基礎上，再將井管密封起來，利用壓力在井周圍形成壓差進行回灌。壓力回灌適用范圍廣，不受地下水位和含水層滲透性的限制。
回灌井堵塞的處理 在回灌過程中常出現堵塞現象，包括物理堵塞、化學沉淀堵塞、電化學堵塞、生物化學堵塞四種。它們往往不是孤立出現的，一般采用定時回抽方法來防止和處理井的堵塞，恢復井的效能。每口井的回抽次數及其持續時間，取決於含水層滲透性和井的特性、回灌量大小、回灌水質以及回灌方法。
回灌水源及其處理 回灌水源不但要有足夠的水量，而且水質也要符合標準。如不符合則一定要在回灌前加以處理（見廢水再用）。