O aqüífero Guarani, considerado pelos especialistas no assunto como o maior manancial conhecido de água doce subterrânea do mundo, é uma manta de rocha porosa que se encharca de água da superfície e a filtra. Ele está localizado sob os territórios do Brasil, Argentina, Paraguai e Uruguai, ocupando uma área de 1.195.500 km2, equivalente à soma dos territórios da Inglaterra, França e Espanha, encontrando-se a sua maior parte, 839.800 km2 (70,25%), em território brasileiro, e o restante distribuído entre Argentina, com 225.500 km2 (18,85%), Paraguai com 71.700 km2 (6,00%) e Uruguai, com 58.500 km2 (4,90%).
Na porção brasileira, ele integra os territórios do Mato Grosso do Sul (213.200 km2), Rio Grande do Sul (157.600 km2), São Paulo (155.800 km2), Paraná (131.300 km2), Goiás (55.000 km2), Minas Gerais (51.300 km2), Santa Catarina (49.200 km2), e Mato Grosso (26.400 km). Seu nome foi dado pelo geólogo uruguaio Danilo Anton, em homenagem ao povo indígena que habitava aquela região, e substituiu a antiga denominação de Aqüífero Botucatu, que lhe era atribuída no Brasil.
O aqüífero é formado pelo preenchimento de espaços nas rochas porosas e fissuras que o constituem, um pacote de camadas arenosas depositadas na bacia geológica do Paraná há aproximadamente 220 milhões de anos, com espessura que varia entre 50 e 800 metros. Essas camadas estão situadas em profundidades que podem atingir até 1.800 metros, e em decorrência do gradiente geotérmico, ou seja, do aumento médio da temperatura do solo em relação à sua profundidade, as águas nele armazenadas podem atingir temperaturas relativamente elevadas, variando entre 50 e 85ºC. Arqueado para baixo, em razão da pressão das rochas vulcânicas assentadas sobre as graníticas, o Guarani contém uma reserva permanente de água da ordem de 45 trilhões de metros cúbicos, considerando uma espessura média de 250m e porosidade efetiva de 15%. Acredita-se que o volume de sua água seria capaz de abastecer o dobro da população brasileira atual, ou seja, 360 milhões de pessoas.
A água penetra no aqüífero através de uma área de reposição (captação) com 150 mil km2. Calcula-se, daí, que ao longo de um ano a recarga natural desse imenso depósito seja de 160km3, dos quais 40km3, equivalente a 40 bilhões de litros, podem ser aproveitados anualmente pela população sem qualquer perigo de comprometimento das reservas. Na área que se estende em direção ao sul do Brasil, uma outra camada de rocha muito dura e pesada, esta de origem vulcânica, cobre a manta porosa e funciona como uma tampa, fazendo tanta pressão que às vezes, ao se perfurar um poço nessas regiões, não se torna necessária a utilização de bombas para puxar a água, pois ela sobe sozinha pelo furo feito e esguicha na superfície. O lençol aqüífero nesses pontos pode chegar a 1,5km de profundidade, e para perfurar a rocha que o protege é necessário o emprego de brocas de aço durante quase um ano de trabalho. O resultado que se consegue é impressionante, pois a vazão de água em tais lugares chega a alcançar 700 mil litros por hora.
A extensão das áreas de afloramento (recarga direta) do aqüífero, que no Brasil abrange parte dos estados do Rio Grande do Sul, Santa Catarina, Paraná, São Paulo, Goiás, Mato Grosso e Mato Grosso do Sul, totaliza mais de 100.000 km2, enquanto nos demais países elas alcançam somente 50.000 km2. Ele possui água de excelente qualidade, extraída através de poços artesianos e semi-artesianos, utilizada no abastecimento de centenas de cidades de médio e grande porte. Segundo a Secretaria de Meio-Ambiente paulista, mais de mil postos de captação já foram instalados em municípios daquele estado, entre eles Catanduva, Caçapava, Ribeirão Preto, Tupã, Jales e Lins. A maioria desses poços encontra-se justamente onde o aqüífero é protegido apenas pela rocha porosa de arenito, daí a necessidade de que a proteção de sua entrada seja permanente, para evitar qualquer tipo de contaminação.
Essa proteção contra os agentes da poluição que comumente afetam os mananciais de água na superfície, que decorre dos mecanismos naturais de filtração e autodepuração que ocorrem no subsolo, resulta numa água de excelente qualidade, fator que associado à possibilidade de captação nos próprios locais de demanda, fazem com que o aproveitamento das águas do aqüífero Guarani tenham destacadas características econômicas, sociais e políticas, para o abastecimento da população.
Um dos principais problemas existentes é o risco de deterioração das suas reservas em decorrência do aumento dos volumes extraídos e do crescimento das fontes de poluição, situação que exige gerenciamento adequado por parte dos departamentos competentes nos três níveis de governo, sobre as condições de aproveitamento dos recursos do aqüífero. Por isso a instalação do Projeto Aqüífero Guarani (leia texto a respeito), que visa contribuir apara a superação da situação atual por meio da formulação de um modelo técnico, legal e institucional, visando a exploração desses recursos de forma coordenada pelo conjunto dos países e organismos envolvidos.