Com o volume de águas de superfície em diminuição considerável, as reservas subterrâneas estão em boa parte comprometidas. Seja por contaminação por esgoto, pesticidas ou mesmo pela falta de potabilidade. Há estudos sobre o uso a exaustão desses recursos em regiões onde o aquífero tem uma distribuição demasiadamente irregular. Desde 1998, pesquisadores da USP e outras entidades alertam para a exploração demasiada e sem critérios das águas subterrâneas, principalmente na agricultura.
No trecho paulista, o Aquífero Guarani é explorado por mais de 1000 poços e isso ocorre numa faixa no sentido sudoeste-nordeste. Já a área de recarga ocupa cerca de 17.000 Km², onde se encontram a maior parte dos poços e grande parte dos problemas de contaminação.
Há 13 anos um grupo de cientistas do Centro de Pesquisas de Água Subterrânea (Cepas) do Instituto de Geociências da USP pesquisa quanto a presença de Nitrato nas águas subterrâneas. Os estudos mostram uma crescente contaminação por esgoto urbano em diversas cidades paulistas. Esse elemento químico surge em processos de decomposição bacteriológica de matéria orgânica presente nos dejetos.