Pohjaveden kuljetus on aineiden, erityisesti epäpuhtauksien, liikkumista pohjavedessä. Pohjaveden vyöhykettä, johon epäpuhtaudet ovat keskittyneet, kutsutaan pohjavesihöyryksi. Höyhenillä on erilaisia muotoja, kokoja ja kuljetusnopeuksia. Pohjaveden kuljetukseen vaikuttavia eri tekijöitä ovat pohjaveden geologia ja hydrologia sekä pohjaveden epäpuhtauksien fysikaaliset, kemialliset, biologiset ja säteilyominaisuudet.
Pohjakerrokset ovat maanalaisia kallio- ja maaperämuodostumia, jotka ovat kyllästyneitä vedellä. Pohjavesi liikkuu huokosten läpi maaperän ja kivihiukkasten välillä sekä halkeamien, rakojen ja halkeamien läpi kovassa kallioperässä. Saastuneeseen liikkeeseen vaikuttavat suuresti läsnä olevat kivi- ja maaperätyypit. Tärkeitä geologisia tekijöitä ovat hiukkasten rakenne ja koko sekä huokosten ja muiden pohjaveden kulkevien tilojen fyysiset ominaisuudet.
Läpäisevyys tai hydraulinen johtavuus on pohjaveden helppo liikkuvuus maanalaisten muodostumien läpi. Suuret, löysästi pakatut hiukkaset, kuten sora ja voimakkaasti murtunut kallioperä, ovat läpäisevämpiä kuin savet, tiiviisti pakatut lietehiukkaset ja kiinteä kivi. Avoimien tilojen koko, jakautuminen ja yhteenliitettävyys määräävät suurelta osin, kuinka helposti pohjavesi ja sen sisältämät epäpuhtaudet voivat siirtyä paikasta toiseen.
Kemialliset ominaisuudet ovat myös tärkeitä tekijöitä pohjaveden kuljetuksessa. Jotkut epäpuhtaudet liukenevat veteen, kun taas toiset ovat liukenemattomia. Liuenneista aineista tulee itse asiassa osa pohjavettä, eivätkä ne ole helposti erotettavissa siitä. Liukenemattomat aineet käyttäytyvät paljon itsenäisemmin. Ne voivat olla hyvin tiheitä ja niitä ei ole helppo kuljettaa mukana. Ne voivat myös jäädä huokosiin tai tarttua rosoisiin hiukkasreunoihin. Epäpuhtauksien kemiallinen luonne sekä pohjaveden lämpötila ja pH määräävät pitkälti, mitkä aineet ovat veteen liukoisia tai liukenemattomia.
Liuennut epäpuhtaudet tai liuenneet aineet kulkeutuvat pohjaveden mukana sen virtaamisen aikana. Tätä kuljetusprosessia kutsutaan advektioksi. Epäpuhtaudet liikkuvat pohjimmiltaan samalla virtausnopeudella ja samaan suuntaan kuin pohjavesi. Advektiivinen pohjaveden kuljetus on yleisintä erittäin läpäisevissä pohjavesikerroksissa, joissa on suuret toisiinsa yhdistetyt huokoset tai tilat.
Liuotetut aineet leviävät pohjaveteen mekaanisen sekoittumisen ja molekyylidiffuusion vuoksi. Mekaaninen sekoittaminen tapahtuu luonnollisena seurauksena maaperän ja kivihiukkasten läpi ja niiden ympärillä liikkumisesta. Molekyylidiffuusio on sekoittumista, joka tapahtuu molekyylitasolla joidenkin yhdisteiden ja veden välillä. Dispersio laimentaa vähitellen epäpuhtauksien pitoisuuksia ja muodostaa elliptisen muotoisen sulun, jossa epäpuhtaudet keskittyvät voimakkaasti lävistyksen takareunan lähelle ja laimennetaan kohti etureunaa.
Jotkut epäpuhtaudet, kuten öljytuotteet, eivät liukene helposti pohjaveteen. Sen sijaan ne kelluvat vesipöydän huipulla tai uppoavat pohjaveden pohjaan niiden tiheydestä riippuen. Ne voivat hajota jonkin verran, mutta niiden höyhenet liikkuvat paljon hitaammin kuin liukenevien aineiden ja epäpuhtauksien säteet, jotka helposti leviävät pohjaveden läpi.
Pohjaveden kuljetusta hidastavia vaikutuksia kutsutaan hidastamistekijöiksi. Tärkeä hidastava tekijä on adsorptio. Tämä tapahtuu, kun epäpuhtaudet kiinnittyvät tai tarttuvat maaperään tai kiven hiukkasiin sähköstaattisten vetovoimien vuoksi. Yhdisteet, jotka eivät liukene tai dispergoidu helposti pohjaveteen, imeytyvät helposti. Muita hidastavia tekijöitä ovat huokosten kitka ja suodatusvaikutus, joka syntyy, kun kiinteät, liukenemattomat epäpuhtaudet lakkaavat liikkumasta, koska ne jäävät huokosiin tai tarttuvat rosoiseen maaperään tai kivihiukkasiin.
Lopuksi epäpuhtaudet voivat muuttua fysikaalisesti, kemiallisesti, biologisesti tai radiologisesti, mikä muuttaa niiden pohjaveden kuljetusnopeutta. Epäpuhtaus voi muuttaa faaseja, esimerkiksi nesteestä kaasuksi. Kemialliset reaktiot epäpuhtauksien ja luonnollisten biologisten ja radiologisten prosessien välillä voivat myös muuttaa yhdisteet toisiksi. Uudet yhdisteet voivat liikkua nopeammin tai hitaammin kuin edelliset yhdisteet.