Poços artesianos se formam quando a água flui através de uma rocha permeável de uma área mais alta para a área do poço. Poços artesianos produzem fluxo de água sem qualquer bombeamento adicional por causa da pressão da água na rocha, então eles requerem uma camada de rocha impermeável sob a rocha permeável para bloquear o fluxo para baixo. Assim, quando um poço é cavado na rocha permeável, a água flui sob pressão.
A rocha permeável que carrega água para um poço artesiano é mais comumente arenito. A água penetra no solo a alguma distância acima do poço e permeia a rocha. Quando fica preso por rocha impermeável, como xisto ou argila, o peso da água cria pressão. Em ambientes naturais, isso pode emergir da superfície perto da parte inferior da camada permeável como uma fonte artesiana, mas os humanos podem criar um fluxo deliberadamente cavando um poço.
Poços e nascentes artesianos são fontes importantes de água em alguns ambientes, principalmente em planícies áridas perto de montanhas. Essas fontes de água têm sido usadas há muito tempo pelos humanos, mas o uso moderno esgotou muito muitas delas. A demanda moderna de água, especialmente para a agricultura, pode superar em muito a reposição de fontes de poços artesianos.