水文地质勘察的工作内容包括：
①水文地质测绘。对地下水和与其有关的各种地质现象进行实地观测和填图工作，包括收集有关的资料；布置观测点和观测线进行实地调查；测定井、泉等地下水露头的流量和水质；研究其形成条件，以查明地下水的形成、分布、埋藏条件和岩土的含水性；寻找地下水的富水地段，选定进一步勘探和试验工作的地点等。利用遥感技术，对卫星照片和航空照片进行解译，以配合水文地质测绘，是一种又快又好的方法，可以提高地面测绘的效率和精度。
②地球物理勘探。地球物理勘探（简称物探）常用来寻找地下水，确定含水层的位置，划分咸水体和淡水体界线等。在水文地质勘探中常用的地面物探方法有电测深法、电剖面法、自然电场法、浅层地震法、α－径迹法等。 常用的钻井地球物理方法有电测井法、放射性测井法等。物探方法由于比较快速、经济，常与水文地质钻探和试验配合进行，利用物探确定钻孔和抽水试验地点，可以提率。
③水文地质钻探。钻探的目的是确定含水层的位置与分布，以查明地下水的存在条件。所获岩心要进行详细编录，并且利用钻孔进行抽水试验或其他水文地质试验。水文地质钻探的要求和一般的矿产钻探不同，要求有较大的孔径并且用清水钻进。否则利用钻孔求得的水文地质参数可能失真。
④水文地质试验。水文地质试验的目的是取得各种参数，为地下水资源评价或矿山涌水量计算等提供基础资料，包括抽水试验、压水试验、注水试验和弥散试验等，常用的是抽水试验。
⑤地下水动态观测。地下水动态观测是水文地质勘察的一项重要内容。在布置钻探和水文地质试验时，就要考虑到保留一部分钻孔用来进行长期观测，定期测定地下水的水位、水质和水温，以便为以后的地下水资源评价或其他水文地质计算提供基础资料。一般要求动态观测的时间不少于一个水文年，时间系列愈长愈好。
⑥实验室分析。在水文地质勘察过程中，要选取水样、岩样或土样进行实验室的水质分析、粒度分析、孢粉或微体古生物分析、同位素年龄测定等。
⑦编制水文地质报告和图件。水文地质勘察的成果一般分为报告和图件两部分。报告应当正确地反映实际的水文地质条件，回答要求解决的问题。图件一般是一系列的水文地质图，根据勘察的目的、要求的不同，图件的数量和内容都可以不同，常见的有综合水文地质图、地下水等水位线图、岩石含水性图、水化学图、地下水埋深图、地下水污染程度图、水文地质参数分区图等。