L’hydrogéochimie étudie les processus chimiques qui affectent la distribution et la circulation des composés chimiques des eaux naturelles (eaux souterraines, eaux de surface eaux de source ; etc). ainsi que l'interaction avec l'encaissant dans lequel elles évoluent. Pour cela, elle se sert essentiellement de la chimie (acides-bases, précipitations-dissolutions, oxydation-réduction, interactions entre différentes phases, etc.), mais aussi de la biologie et de la géologie. L'hydrogéochimie  a pour objectif de déterminer a partir de ces interactions l'origine des eaux, sens d'écoulement des eaux, la qualité et suivi (respect des normes), détermination des flux, etc.). L’hydrogéochimie utilise des modèles propres (la dissolution du CO2, la précipitation et la dissolution des minéraux), des techniques et protocoles d’échantillonnage des eaux et des diagrammes spéciaux.