La différence principale entre une nappe libre et une nappe captive réside dans leur structure et leur mode d'alimentation. Une nappe libre est une nappe souterraine dont la surface supérieure est à pression atmosphérique, ce qui signifie que son niveau peut monter ou baisser en fonction des précipitations. Elle est directement alimentée par les eaux de pluie qui s'infiltrent dans le sol, rendant ces nappes particulièrement sensibles aux pollutions de surface. Les nappes libres sont généralement peu profondes et se renouvellent rapidement.
En revanche, une nappe captive est confinée entre deux couches géologiques imperméables, ce qui maintient l'eau sous pression. La surface de cette nappe, appelée surface piézométrique, est donc située au-dessus du toit de la nappe. Dans certains cas, cette pression peut provoquer un jaillissement naturel de l'eau à la surface lors d'un forage, phénomène connu sous le nom d'artésianisme. Les nappes captives sont souvent plus profondes et se renouvellent plus lentement que les nappes libres, leur alimentation provenant de zones où l'aquifère affleure à la surface, parfois très éloignées
Un piézomètre permet de mesurer le niveau d'eau d'une nappe. Il s'agit d'un forage non exploité qui permet la mesure du niveau de l'eau souterraine en un point donné de la nappe. La mesure du niveau d'eau peut être effectuée de manière ponctuelle à l'aide d'une sonde manuelle équipée d'une électrode. Lorsque l'électrode entre en contact avec l'eau, elle s'allume et émet un signal sonore, indiquant ainsi la position de la surface de la nappe. La profondeur de l'eau par rapport au bord du puits est ensuite notée à l'aide d'un ruban gradué. Il existe également des capteurs de pression qui permettent une acquisition en continu des niveaux d'eau en forage
Les nappes libres sont particulièrement vulnérables à la pollution en raison de leur perméabilité et de leur alimentation directe par les eaux de pluie. Les contaminants peuvent provenir de sources industrielles, agricoles et domestiques, et inclure des substances telles que les nitrates, les pesticides, les solvants chlorés et d'autres polluants chimiques. La pollution peut entraîner des coûts importants pour la société, notamment en raison de la nécessité de décontaminer l'eau pour la rendre à nouveau potable et d'éviter la propagation des contaminants à d'autres nappes. La contamination des nappes libres peut persister pendant de très longues années, rendant l'eau inutilisable pour divers usages, y compris la consommation humaine. En outre, les nappes libres étant souvent peu profondes, elles sont davantage exposées aux pollutions de surface et atmosphériques
