Le moyen le plus fiable de mesurer la profondeur d'une nappe phréatique est de mesurer le niveau d'eau dans un puits peu profond à l'aide d'un ruban à mesurer. Les méthodes géophysiques de surface sont parfois utilisées lorsqu'aucun puits n'est disponible. Ces méthodes utilisent des sondes électriques ou acoustiques pour déterminer le niveau de la nappe phréatique. Les gouvernements des États maintiennent généralement une base de données d'enregistrements de forage qui fournissent des informations sur les mesures passées et les mesures de la nappe phréatique.
Les profondeurs et les mesures de la nappe phréatique peuvent varier en fonction de la période de l'année. La fonte des neiges à la fin de l'hiver et au printemps provoque généralement une augmentation significative de la nappe phréatique. De fortes pluies ou des accumulations de neige fondante peuvent libérer de grandes quantités d'eau en très peu de temps, qui s'infiltre dans le sol et fait monter la nappe phréatique. Les nappes phréatiques s'abaissent pendant les étés chauds et secs en raison de la croissance de plantes hydriques et de la diminution des précipitations totales.
La présence d'aquifères souterrains peut également influencer les mesures de la nappe phréatique. L'eau souterraine qui s'infiltre à travers les pores du sol peut passer dans un aquifère et abaisser la nappe phréatique environnante. La nappe phréatique est souvent confondue avec les niveaux d'eau souterraine dans des puits plus profonds, où les niveaux d'eau sont déterminés davantage en raison de la pression des aquifères que de la pression atmosphérique de surface.
