La hidrogeología de fallas geológicas es un fenómeno complejo dado la tendencia de las fallas de actuar tanto como conductos así como barreras.[1]​ Las apreciaciones de la hidrogeología de las fallas han demostrado ser diferentes según la aproximación, variando si se estudia mediante geología estructural, hidrogeología, ingeniería en tunelación"), investigaciones petrolíferas o ingeniería de minas y represas.[1]​[2]​.

En las fallas rocas deformadas frágilmente alteran el flujo de agua u otros fluidos subterráneos dependiendo en parte de las litologías; por ejemplo si esta consiste de rocas clásticas, ígneas o carbonatadas.[1]​ Los movimientos de fluidos, que pueden ser entendidos mediante la permeabilidad del medio, pueden verse facilitados o impedidos por la existencia de una zona de falla.[1]​ Esto se debe a que los distintos mecanismos que deforman las rocas en fallas alteran la porosidad y permeabilidad de su entorno.[1]​[3]​ Los fluidos albergados en los sistemas de falla generalmente son agua, ya sea dulce o salobre, o hidrocarburos como el petróleo y el gas natural.[4]​.

Tómese nota que permeabilidad (k) y conductividad hidráulica (K) son usados de forma intercambiable en este artículo.

Una zona de falla puede en términos generales dividirse en dos zonas; un núcleo de falla (NF) y una zona de daño (ZD) que lo rodea.[2]​[5]​ (Figura 1). El núcleo de falla tiene un espesor medible, mayor cuanto más largo ha sido el desplazamiento de la falla, lo que implica una mayor deformación.[1]​ La zona de daño rodea al núcleo de falla de forma irregular y puede tener un ancho (perpendicular a la zona de falla) desde pocos decímetros a cientos de metros.[6]​ Dentro de grandes zonas de falla puede haber múltiples núcleos de fallas y zonas de daño.[1]​ Núcleos de falla y zonas de daño de origen más reciente pueden sobrelapar con núcleos y zonas de daño más antiguas.

Son varios los procesos que pueden alterar la permeabilidad en los núcleos y zonas de daño en una zona de falla. En general, la permeabilidad de una zona de daño supera a la del núcleo de falla asociado por varias órdenes de magnitud, siendo así las zonas de daño conductos para el agua subterránea.[7]​ Dentro de la zona de daño la permeabilidad tiende a disminuir al alejarse del núcleo de falla.[7]​.