Tỉnh Thanh Hóa là một tỉnh thuộc lưu vực sông Mã có diện tích tự nhiên là 11.129,48km2. Trong khu vực này mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10, mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau.
Tài nguyên nước dưới đất tỉnh Thanh Hóa gồm 2 tầng chứa nước chính là tầng chứa nước lỗ hổng trong trầm tích Holocen (qh) và tầng chứa nước lỗ hổng trong trầm tích Pleistocen (qp). Tổng tài nguyên nước dự báo cho các tầng chứa nước qh là 1.588.013 m3/ngày, tầng chứa nước qp là 3.429.565 m3/ngày.
Tầng chứa nước lỗ hổng trong trầm tích Holocen (qh)
Trong phạm vi tỉnh, mực nước trung bình tháng 10 có xu thế dâng so với tháng 9. Giá trị dâng cao nhất là 0,61m tại xã Xuân Hòa (QT4-TH) và giá trị hạ thấp nhất là 0,23m tại xã Thọ Xuân (QT5-TH). Mực nước trung bình tháng nông nhất là -0,4m tại xã Vạn Lộc (QT3-TH) và sâu nhất là -7,95m tại xã Xuân Hòa (QT4-TH). Trong tháng 11, tháng 12 mực nước có xu thế hạ, mực nước dao động trong khoảng từ 0,3-1,0m.
Tầng chứa nước lỗ hổng trong trầm tích Pleistocene (qp)
Trong phạm vi tỉnh, mực nước trung bình tháng 10 có xu thế dâng so với tháng 9. Giá trị dâng cao nhất là 1,2m tại xã Yên Trường (QT1a-TH) và giá trị hạ thấp nhất là 0,72m tại phường Sầm Sơn (QT9a-TH). Mực nước trung bình tháng nông nhất là -0,38m tại xã Thọ Phú (QT10a-TH) và sâu nhất là -7,34m tại xã Xuân Hòa (QT4a-TH). Trong tháng 11, tháng 12 mực nước có xu thế hạ, mực nước dao động trong khoảng từ 0,2-0,7m.