Грунтовые воды приурочены к первому от поверхности водоносному горизонту, расположенному на первом водоупорном слое и не перекрытому водонепроницаемыми породами. Водоносный горизонт представлен песками современного, хвалынского и на севере области хазарского возрастов. Глубина залегания грунтовых вод от нескольких метров до 20 – 50 м. Большей частью воды соленые. В то же время в районе озера Баскунчак хазарские воды пресные и являются источниками водоснабжения поселка Нижний Баскунчак.

Межпластовые воды находятся в водоносных слоях между пластами водоупорных пород. Этот тип подземных вод прослеживается в разновозрастных горных породах по всему неологическому размеру, начиная с четвертичных отложений. Большей частью межпластовые воды характеризуются повышенной минерализацией и рекомендуются к использованию с лечебных целях.