Водоносные горизонты, залегающие близко к поверхности, являются наиболее пресными. Ниже располагается зона минерализованных вод и рассолов. Наиболее мощными являются водоносные горизонты палеогеновых и верхнемеловых отложений. Прослеживается зависимость залегания вод от геологического строения и рельефа. Так, породы палеозоя и фундамента погружаются с запада на восток и в этом же направлении стекают их глубинные воды. В мезо-кайнозойских отложениях идет падение слоев с северо-востока на юго-запад, что создает сток содержащихся в них вод в этом же направлении.
В заволжской части области четвертичные и неогеновые отложения залегают почти горизонтально, что обеспечивает повсеместное распространение этих водоносных горизонтов и их свободную поверхность.
Самыми широко используемыми в народном хозяйстве являются воды сантонского яруса, а лучшими по вкусовым качествам - воды маастрихтского яруса верхнемеловых отложений.