Wody podziemne
W granicach gminy wody podziemne występują w różnych skałach wodonośnych zależności od rzeźby terenu, na różnych głębokościach. Zasadniczy poziom wodonośny występuje w utworach górnej kredy; z uwagi na zmienność litologiczną profilu pionowego skał (powodujące niejednakowy stopień przepuszczalności) znajduje się w kilku poziomach leżących nad sobą. Kredowy poziom wodonośny stanowi fragment zasobnego w wodę głównego zbiornika wód podziemnych Niecka Lubelska – Chełm – Zamość nr 407, należącego do głównych zbiorników wód podziemnych w Polsce (GZWP). Wody zbiornika przemieszczają się głównie szczelinami skalnymi, powstałymi w wyniku spękań wietrzeniowych, ułatwiających infiltrację wód. Z uwagi na powyższe oraz fakt zasilania zbiornika głównie przez spływ podziemny, posiada on niską odporność naturalną na zanieczyszczenia.
Głębokość występowania zwierciadła wody jest zróżnicowana i utrzymuje się w granicach 30 – 50 m. Na zboczach i obniżeniach dolinnych zwierciadło wody występuje na ogół w strefie głębokości od kilku do kilkunastu metrów. Powierzchnia zwierciadła wody układa się na ogół zgodnie z zasadniczymi rysami morfologii terenu. Miąższość wodonośnej serii kredowej wynosi od kilku do kilkunastu metrów. Głębokość serii wodonośnej, charakteryzującej się współczynnikiem filtracji k = 1×10-5 m/sek., wynosi 100 – 150 m; najczęściej ujmowaną a zarazem najwydatniejszą strefą jest przedział od 20 – 90 m. Wody kredowe są słabo zmineralizowane, typu węglowo – wapniowego, rzadziej typu węglowo – wapniowo – magnezowego. W naturalnym składzie chemicznym w wodach znajduje się po kilka mg/l chloru i siarczanów oraz śladowe ilości magnezu. Generalnie jakość wód podziemnych odpowiada pod względem fizyczno – chemicznym i bakteriologicznym wodom przeznaczonym na cele komunalne.
Wody czwartorzędowe
Wody czwartorzędowe związane są w obszarze gminy głównie z lessami i utworami pylastymi. Skały te, jako warstwa wodonośna, występują w całej środkowej części dorzecza Wolicy. Lustro wody w utworach plejstoceńskich jest w dużym stopniu odbiciem powierzchni utworów nieprzepuszczalnych (zwietrzałe powierzchnie kredowe, przekształcone w utwór ilasty), podścielających warstwy nasycone. Wody czwartorzędowe posiadają wyraźne powiązania z wodami kredowymi, a także łączność z wodami powierzchniowymi – zasilane są przez boczny dopływ z piętra kredowego oraz przez infiltrację opadów atmosferycznych. Wydajności jednostkowe poszczególnych ujęć wahają się od 0,5 do 20 m3/h/1 m, występują duże wahania stanu wód. Na obszarze gminy wyróżnia się następujące strefy zalegania wód kredowych:
– strefa zalegania wód w obszarach wierzchowinowych, gdzie głębokość do wody jest większa od 5,0 m ppt, w utworach nieprzepuszczalnych (lessach) są to wody pod napięciem. Ich ilości są niewielkie, można je wykorzystać przy pomocy studni kopanych.
– strefa zalegania występująca w obrębie tarasów nadzalewowych i w obrębie dolin rzecznych (Padół Zamojski), gdzie w przeważającej części zwierciadło układa się na głębokości do 5 m ppt. Warunki hydrogeologiczne są korzystne, możliwe jest ujmowanie przez studnie wiercone.
Jakość wód czwartorzędowych jest niższa od wód piętra kredowego, oprócz podwyższonej często zawartości żelaza i manganu oraz innych składników np. związków azotowych, często wykazują skażenia bakteryjne.
Wody powierzchniowe
Obszar gminy Stary Zamość znajduje się w granicach zlewni Wieprza, do którego uchodzą cieki wodne z terenu padołu Zamojskiego i Działów Grabowieckich. W obszarze Padołu Zamojskiego w obrębie gminy, mieści się dorzecze Łabuńki, prawdopodobnego dopływu Wieprza, która przez teren gminy nie przepływa. Zasilana jest jedynie z niewielkich cieków i rowów. Odwadniająca Działy Grabowieckie Wolica – drugi prawobrzeżny dopływ Wieprza, również przez teren gminy nie przepływa. Nie występują na omawianym obszarze zbiorniki wód stojących. W dorzeczu Wolicy (Majdan Sitaniecki) notowane są źródła, których wydajność jest niewielka.