Die zuverlässigste Methode zum Messen der Tiefe eines Grundwasserspiegels ist die Messung des Wasserstands in einem flachen Brunnen mit einem Maßband. Gelegentlich werden geophysikalische Oberflächenmethoden verwendet, wenn keine Brunnen verfügbar sind. Diese Verfahren verwenden elektrische oder akustische Sonden, um den Wasserstand zu bestimmen. Die Regierungen der Bundesstaaten unterhalten in der Regel eine Datenbank mit Bohraufzeichnungen, die Informationen über vergangene Messungen und Wasserstandsmessungen enthält.
Die Tiefen und Maße des Grundwasserspiegels können je nach Jahreszeit variieren. Die Schneeschmelze im Spätwinter und Frühjahr führt in der Regel zu einem deutlichen Anstieg des Grundwasserspiegels. Starke Regenfälle oder schmelzende Schneeansammlungen können innerhalb kürzester Zeit große Wassermengen freisetzen, die in den Boden versickern und den Grundwasserspiegel ansteigen lassen. Der Grundwasserspiegel sinkt in heißen, trockenen Sommern aufgrund des Wachstums wasserliebender Pflanzen und geringerer Niederschlagsmengen.
Das Vorhandensein von unterirdischen Grundwasserleitern kann auch die Wasserstandsmessungen beeinflussen. Grundwasser, das durch den Porenraum des Bodens infiltriert, kann in einen Grundwasserleiter gelangen und den umgebenden Wasserspiegel senken. Der Grundwasserspiegel wird oft mit Grundwasserständen in tieferen Brunnen verwechselt, bei denen der Wasserspiegel eher durch den Druck der Grundwasserleiter als durch den atmosphärischen Oberflächendruck bestimmt wird.
