Les cas de surexploitations ne concernent que certaines zones bien circonscrites. La surexploitation est le résultat d'un déséquilibre entre la recharge et les prélèvements. Nous parlons généralement de surexploitation pendant l'été, quand les cours d'eau sont en régime d'étiage.
Les cas de surexploitation sont relativement rares. La nappe de l'Éocène, dans le bassin aquitain, la nappe des sables infra-molassiques, dans le bassin de l'Adour, et la nappe des grès du Trias, en Lorraine, sont néanmoins concernées. Il peut arriver localement que certains bassins soient en tension, notamment les grands bassins sédimentaires.
Du fait de la gestion intégrée existant en France, le phénomène de surexploitation est relativement limité, en comparaison avec d'autres pays, en particulier hors de l'Europe.