A víztartó réteg egy földalatti víztartó kőzet, homok, kavics vagy iszap réteg, amelyből a talajvíz ivóvíz, öntözés és ipari felhasználásra nyerhető. A víztartó rétegek ott képződnek, ahol az áteresztő anyag lehetővé teszi a víz felhalmozódását és mozgását, amelyet áthatolhatatlan rétegek határolnak, amelyek megkötik azt. Ezeket a rétegeket nem lezártnak minősítik, ahol a talajvízszint nyitott a felszín felé, vagy zártnak, ahol egy alacsony áteresztőképességű réteg található felette. Az Egyesült Államok Nagy-síksága alatti Ogallala víztartó réteg, a dél-amerikai Guarani víztartó réteg és az Észak-kínai-síkság víztartó rétege a világ legnagyobb és mezőgazdasági szempontból legfontosabb rétegei közé tartozik. A talajvíz a globális édesvíz-kitermelés nagyjából egyharmadát biztosítja, és a termőföldek nagy részét öntözi, különösen Indiában, az Egyesült Államokban és Kínában. A túlzott kitermelés a talajvízszint süllyedését, a talaj süllyedését és szikesedést okoz, míg a nitrátok, növényvédő szerek és ipari vegyszerek okozta szennyezés veszélyezteti a minőséget. A víztartó rétegek ellenőrzött utánpótlódása, a felszíni és a talajvíz együttes használata, valamint az öntözési hatékonyság javítása a fenntarthatóság kulcsfontosságú stratégiái.