Les sédiments qui composent les aquifères doivent être perméables et poreux, permettant à l'eau de les traverser. L'eau d'un aquifère est généralement extrêmement propre, car les sédiments fins piègent les particules et les bactéries, agissant comme un filtre naturel. Les sédiments qui ont tendance à former les meilleurs aquifères comprennent le grès, le calcaire, le gravier et, dans certains cas, la roche volcanique fracturée.
Grès
Bien que le sable soit très poreux, une fois compacté et cimenté dans la roche, il perd une grande partie de ses pores. Néanmoins, l'eau souterraine peut toujours être transmise à travers ses joints et ses fractures. Le grès peut être très grand car les lits de grès peuvent s'étendre sur des zones étendues. De nombreux aquifères de grès aux États-Unis sont noyés dans le schiste et le siltstone. En conséquence, l'eau de ces aquifères est considérée comme étant confinée car la roche environnante est imperméable.
Calcaire
Le calcaire est le type le plus courant d'aquifère de roche carbonatée. Beaucoup d'entre eux commencent comme des dépôts dans d'anciens environnements marins, où les sédiments se lithifient et se compactent. Les fissures et les joints dans le calcaire sont généralement créés lorsque la roche se dissout lentement dans de l'eau légèrement acide, laissant des espaces pour l'écoulement des eaux souterraines. Parfois, des cavernes se forment qui retiennent l'eau et s'étendent sur des milliers de pieds. Souvent, les crevasses et les joints dans le calcaire forment un réseau de connexion, améliorant encore le débit d'eau.
Gravier
Le gravier est un bon aquifère car il est extrêmement perméable et poreux. Les gros morceaux de sédiments créent des espaces poreux importants que l'eau peut traverser. Souvent, le gravier doit être entouré d'un type de sol moins perméable, comme une argile riche ou une roche impénétrable. Cependant, lorsque le gravier se cimente, il s'agglomère et perd sa perméabilité.
Roches volcaniques fracturées
Dans certains cas, les roches volcaniques fracturées, telles que les basaltes colonnaires, constituent de bons aquifères. Des zones de gravats entourent les volcans et sont constituées de grosses particules qui, comme le gravier, sont très poreuses et perméables. La variation parmi les sédiments de roche volcanique résulte en grande partie du type spécifique de sédiment et de la façon dont il a été éjecté. Les roches pyroclastiques ont une perméabilité élevée et de gros pores. Les écoulements basaltiques sont généralement fluides et ont de grands espaces poreux qui permettent à l'eau de passer à travers.