泥河湾自然保护区地处泥河湾盆地东部，因泥河湾层中记录有中国北方晚新生代地球演化、生物和人类进化历史的地质遗迹备受世人关注。保护区及周边地区水环境的保护是除地质遗迹资源外需要重点保护对象之一。针对其特殊的保护意义，本文对研究区内水环境特征入手，分析了水环境的现状及其形成演化因素。气象因素、地形特征、地面植被条件、土壤和包气带特征、水力特征、地下水含水介质及人为活动等因素共同控制着水环境的演化过程。通过对各影响因素与水环境间的关系分别进行了讨论分析后主要得出以下结论：气象条件是影响研究区内地表水水量随季节变化的主要因素，年径流地区分布与年降水量地区分布基本一致。研究区内降水量的空间分布与地下水含水岩组的富水性分区没有直接相关性；由于地面坡度和地面植被的因素，容易形成地表径流；通过对泥河湾地层易溶盐的分析，可以得出反映在上段沉积时期的矿化度比下段沉积时期更高，由于研究区内大气降水为地下水的主要补给来源，这种高盐分含量的包气带更容易使地下水的矿化度升高；研究区范围内地下水资源分布不均，集中分布于河谷地段，其他地带比较贫乏，依据含水介质的物质组成与成因不同可将研究区内含水岩组分为松散岩类孔隙水含水岩组和基岩裂隙类含水岩组；而人为因素主要是农业耕种过程中施用的化肥随降雨入渗以影响地下水水质。水质评价结果得出研究区地表水水质为5类或超5类水，地下水水质普遍较差，集中分布在郝家台保护区西部和南部。通过室内土柱淋溶试验，说明在试验期间内，土壤对0.4mmol/L的硝酸根离子和钾离子溶液具有净化能力。