Pohjavesi on vettä maan pinnan alla sekä kivissä ja maaperässä. Kun pohjavettä kerääntyy runsaasti, muodostuu pohjavesikerros. Akviferit tarjoavat kaivoja ja lähteitä, ja pohjaveden virtauksen vuoksi ne siirtyvät lopulta myös järviin, jokiin ja kosteikoihin. Koska pohjavesi muodostaa 95 % Yhdysvaltojen makean veden varoista, pohjavesivaroja valvoo Environmental Protection Agency (EPA), joka valvoo pohjaveden puhdistamista ympäristön saastumisen sattuessa. Joitakin erilaisia pohjaveden puhdistusmenetelmiä ovat bioremediaatio, hiilen adsorptio, ilman poistaminen ja saastuneiden aineiden fyysinen poistaminen.
Bioremediaatio on yksi pohjaveden puhdistamisen muoto. Saastuneella alueella oleville eliöille annetaan lannoitetta ja happea, jotta ne voivat vahvistua. Organismit syövät saastumisen, minkä ansiosta alue voi palata takaisin luonnolliseen tilaan. Tätä käytetään usein, kun pohjaveden saastuminen on öljyvuoto, koska organismit voivat puhdistaa alueen paljon nopeammin ja kustannustehokkaammin kuin muut pohjaveden puhdistukset.
Kun pohjavesi on matala, pohjaveden pumppausta ja käsittelyä käytetään usein, koska pohjaveden kunnostus ei välttämättä ole tehokasta. Saastunut pohjavesi pumpataan pohjavesikerroksesta, johdetaan puhdistusjärjestelmän läpi ja palautetaan sitten maahan. Hoitoihin kuuluu hiilen adsorptio ja ilmanpoisto.
Hiilen adsorptio on käsittelytekniikka, joka toimii imemällä epäpuhtaudet huokoisten hiukkasten läpi. Kun epäpuhtaudet ovat imeytyneet täysin, vesi voidaan päästää takaisin ympäristöön. Ilmastointi toimii pakottamalla pohjavesi ilmastussäiliön läpi, joka erottaa pohjaveden saasteista; puhdistettu vesi virtaa sitten takaisin pohjavesikerrokseen.
Pohjaveden puhdistamiseen voi liittyä myös poltto. Yksi polttomenetelmä on polttaa hiilen adsorptiokäsittelyissä käytetty hiili siten, että hiilessä käsittelyn jälkeen olevat epäpuhtaudet voidaan tuhota. Tätä pohjaveden puhdistusmenetelmää käytetään myös silloin, kun käsiteltävää maa-ainesta on huomattava määrä ja epäpuhtaudet eivät ole sellaisia, joita organismit voivat syödä. Polttaminen tapahtuu kapseloiduissa torneissa erittäin korkeassa lämmössä epäpuhtauksien hajottamiseksi ja mahdollisten orgaanisten yhdisteiden tuhoamiseksi.
Kun saastumispaikan koko ja erotettavien kemikaalien tyyppi eivät sovellu pohjaveden paikan päällä tapahtuvaan puhdistusmenetelmiin, EPA ohjaa epäpuhtaudet poistamaan. Tämä edellyttää raskaita etukuormainten ja kippiautojen tuomista ja maaperän tosiasiallista kaivaamista ja poistamista työmaalta. Materiaalit kuljetetaan ongelmajätekeskukseen ja hävitetään EPA:n ohjeiden mukaisesti.