Podzemna voda je voda pod zemeljsko površino ter v kamninah in tleh. Ko se podtalnica združuje v velikem volumnu, nastane vodonosnik. Vodonosniki oskrbujejo vodnjake in izvire, zaradi pretoka podzemne vode pa se sčasoma preselijo tudi v jezera, reke in mokrišča. Ker podzemna voda predstavlja 95 % sladkovodnih virov v Združenih državah, vire podzemne vode spremlja Agencija za varstvo okolja (EPA), ki ureja čiščenje podzemne vode v primeru onesnaženja okolja. Nekatere različne metode čiščenja podzemne vode vključujejo bioremediacijo, adsorpcijo ogljika, odstranjevanje zraka in fizično odstranjevanje kontaminiranih snovi.
Bioremediacija je ena od oblik čiščenja podzemne vode. Organizem, ki so prisotni na kontaminiranem mestu, dobijo gnojilo in kisik, da se okrepijo. Organizmi pojedo kontaminacijo, kar omogoča, da se mesto vrne v svoje naravno stanje. To se pogosto uporablja, ko je kontaminacija podzemne vode posledica razlitja nafte, ker lahko organizmi očistijo mesto veliko hitreje in stroškovno učinkoviteje kot druge vrste čiščenja podzemne vode.
Ko je podzemna voda nizka, se pogosto uporablja črpanje in čiščenje podzemne vode, saj sanacija podzemne vode morda ne bo učinkovita. Kontaminirana podtalnica se črpa iz vodonosnika, teče skozi čistilni sistem in se nato vrne v tla. Zdravljenja vključujejo adsorpcijo ogljika in odstranjevanje zraka.
Adsorpcija ogljika je tehnika obdelave, ki deluje tako, da vpija onesnaževalce skozi porozne delce. Ko se onesnaževalci v celoti absorbirajo, se lahko voda ponovno vnese v okolje. Odstranjevanje zraka deluje tako, da podzemno vodo potisne skozi prezračevalni rezervoar, ki ločuje podtalnico od onesnaževal; očiščena voda nato teče nazaj v vodonosnik.
Čiščenje podzemne vode lahko vključuje tudi sežig. Ena od metod sežiganja je sežiganje ogljika, ki je bil uporabljen med obdelavami z adsorpcijo ogljika, tako da se lahko onesnaževalci, ki so prisotni v ogljiku po obdelavi, uničijo. Ta način čiščenja podzemne vode se uporablja tudi, kadar je treba obdelati precejšnjo količino zemlje in onesnaževalci niso vrsta, ki bi jo lahko jedli organizmi. Sežig poteka v zaprtih stolpih pri izjemno visoki toploti, da se razgradijo onesnaževalci in uničijo vse prisotne organske spojine.
Kadar velikost mesta onesnaženja in vrsta kemikalij, ki jih je treba ekstrahirati, nista primerni za metode čiščenja podzemne vode na kraju samem, bo EPA odredil odstranitev onesnaževalcev. To zahteva, da se pripeljejo težki čelni nakladalci in tovornjaki prekucniki, tla pa se dejansko izkopljejo in odstranijo z mesta. Materiali se odpeljejo v objekt za nevarne odpadke in odstranijo v skladu z navodili EPA.