Le changement climatique a un impact direct sur les nappes phréatiques, principalement en raison des changements dans les schémas de précipitations et des variations de température. Les sécheresses prolongées, par exemple, entraînent une diminution de la recharge des nappes, ce qui peut causer des pénuries d'eau. À l'inverse, les pluies intenses, bien que bénéfiques en apparence, ne permettent pas toujours une infiltration suffisante de l'eau dans le sol, car l'eau ruisselle souvent avant d'atteindre les nappes. De plus, la montée du niveau des mers dans les régions côtières peut entraîner la contamination des nappes phréatiques d'eau douce par de l'eau salée, ce qui réduit leur utilité pour l'approvisionnement en eau potable.