地下水科学与工程系源于1952年建校时成立的水文地质工程地质系，于2023年更名为地下水科学与工程系。本系主要负责“地下水科学与工程”专业的人才培养。“地下水科学与工程”专业前身为我校建校伊始设立的“水文地质与工程地质”专业。1981年经国务院批准，水文地质专业成为我国首批硕士、博士学位授权点。为适应国家社会需求，于2006年首批设立“地下水科学与工程”专业，“地下水科学与工程”是国家级特色专业，是国家级一流本科专业建设点以及国内首个通过“地下水科学与工程”工程教育认证的专业。

本系依托我校地质学和地质资源与地质工程两个“双一流”学科展开建设，设有地质学、地质资源与地质工程博士后流动站。本科招生专业有地下水科学与工程，硕士和博士招生专业有地质学（水文地质学）、地质资源与地质工程（地质工程）、资源与环境（地质工程）。每年招收博士研究生约25名，硕士研究生约100名，本科生约70名。

本系现有专任教师22人，其中正高级职称12人，副高级职称7人，讲师3人。拥有“杰青”、“优青”、科技部中青年科技领军人才、教育部“新世纪人才”各1人，霍英东教育基金获得者2人。经过70多年的建设和发展，本系已成为国内外地下水科学人才培养和科学研究的一流基地。培养的校友遍及自然资源、生态环境、水利、城建、交通、能源、化工和文物保护等行业，著名校友包括中国科学院院士汪集旸、程国栋和王焰新、中国工程院院士卢耀如、武强、原国土资源部副部长汪民等。新世纪以来培养的毕业生中，已有多名入选国家重大人才工程项目、国家杰青、国家优青、海外优青等国家级人才计划。

经过多年发展，本系形成了以水文地球化学、地下水循环、地下水资源、生态水文地质、污染水文地质为主要研究方向的学科体系。先后承担了国家重大水体污染防治专项、国家重点研发计划、国家自然科学基金重点项目、高等学校学科创新(111)引智基地、中国地质调查局项目等国家级和省部级重大项目，以第一完成单位获得教育部自然科学奖、自然资源科学技术奖、环境保护科学技术奖等多项奖励。