Nitrati v podzemni vodi so lahko naravnega izvora. Naravno ozadje nitratov je odvisno od geološke sestave vodonosnikov in je v Sloveniji nižje od 10 NO₃/l. Povišane vsebnosti nitratov v podzemni vodi so posledica človekovih dejavnosti, predvsem kmetijstva. Nitrati se v podzemni vodi pojavijo tudi zaradi neurejenega odvajanja komunalnih odpadnih voda. Podzemna voda je v Sloveniji glavni vir pitne vode. Nitrati so v višjih koncentracijah škodljivi za zdravje, ker se v prebavnem traktu pretvarjajo preko strupenih nitritov v amonijak. Nevarni so predvsem za majhne otroke, pri katerih se zaradi prekomernega uživanja pojavi metemoglobinemia, pogosto imenovana »blue baby syndrome«.

Zakonska predpisa, ki omejujeta vnos gnojil v tla in postavljata standarde za nitrate v podzemni vodi, sta Uredba o mejnih vrednostih vnosa nevarnih snovi in gnojil v tla (Uradni list RS št. 84/2005) in Uredba o stanju podzemne vode (Uradni list RS št. 25/2009). Podzemna voda je čezmerno obremenjena z nitrati, kadar so vsebnosti nitratov višje od 50 mg NO₃/l. V letu 2008 je v Sloveniji monitoring podzemne vode potekal na 200 merilnih mestih, razporejenih po vseh 21 vodnih telesih podzemne vode.

Podzemna voda je v kraških in razpoklinskih vodonosnikih zaradi geografskih danosti, manjše poseljenosti in redkejših kmetijskih površin manj obremenjena z nitrati. To so potrdili rezultati državnega monitoringa tudi v letu 2008. V večini vodnih teles podzemne vode s pretežno kraškimi in razpoklinskimi vodonosniki so bile vsebnosti nitratov nižje od 10 mg NO₃/l, torej niso bile dosti višje od naravnega ozadja. Manjši vpliv razdrobljenega kmetijstva je bil ugotovljen na vodnih telesih z nezveznimi in manj izdatnimi razpoklinskimi vodonosniki (Posavsko hribovje do osrednje Sotle, Spodnja Savinja do Sotle, Vzhodne Alpe, Zahodne in Vzhodne Slovenske gorice ter Goričko). Povprečne letne vsebnosti nitratov na nobenem merilnem mestu na vodnem telesu z razpoklinskimi vodonosniki niso presegle 25 mg NO₃/l, torej polovične vrednosti standarda.

Kmetijstvo je najbolj razvito v severo-vzhodnem in osrednjem delu Slovenije in sicer v ravninskih predelih rečnih dolin (Sava, Savinja, Drava in Mura), kjer prevladujejo vodonosniki z medzrnsko poroznostjo (aluvialni vodonosniki). To se odraža tudi na vsebnosti nitratov v podzemni vodi, ki so večinoma višje od naravnega ozadja, na mnogih merilnih mestih tudi višje od standarda 50 mg NO₃/l. Z nitrati je najbolj obremenjena podzemna voda v Savinjski in Dravski kotlini. Predpisani standard 50 mg NO₃/l je bil v Savinjski kotlini presežen na 6 od skupno 11 merilnih mestih, tudi na vodnjaku črpališča pitne vode Medlog A. V Dravski kotlini so vsebnosti nitratov standard presegle na 5 od skupno 17 merilnih mestih v centralnem delu vodnega telesa, tudi v črpališču pitne vode Šikole in črpališču tehnološke vode v Kidričevem. V črpališču pitne vode Skorba so bile vsebnosti nitratov višje od standarda do leta 2007, potem so se znižale tik pod dopustno mejo. Onesnaženje podzemne vode z nitrati je v vodnem telesu Savska kotlina in Ljubljansko barje omejeno na centralni del Sorškega polja okoli črpališča pitne vode Godešič, v Murski kotlini pa na Apaško polje in centralni del Prekmurskega polja.

Povprečne letne vrednosti nitrata v vodnih telesih z aluvialnimi vodonosniki, ki so najbolj obremenjeni z nitrati, v obdobju od leta 1998 do leta 2008 ne kažejo statistično značilnih trendov. Za večino vodnih teles so bolj značilna nihanja, kot na primer v Savinjski kotlini, kjer so se nitrati v letu 2004 močno povečali, do leta 2006 pa se ponovno znižali pod dopustno mejo 50 mg NO₃/l. Rezultati državnega monitoringa podzemne vode na nivoju vodnega telesa še ne potrjujejo pozitivnih učinkov, ki bi bili posledica zniževanja vnosa dušika v tla.

Na vsakem od vodnih telesih podzemne vode, kjer se pojavljajo območja prekomerne obremenjenosti z nitrati, je izbrano najbolj obremenjeno merilno mesto z zadosti dolgim nizom podatkov. Za Savsko kotlino in Ljubljansko barje je to Godešič, za Savinjsko kotlino Šempeter, za Dravsko kotlino Lancova vas, za Mursko kotlino pa Lipovci. Na merilnih mestih, ki so na posameznem vodnem telesu podzemne vode najbolj obremenjena z nitrati, je v Lipovcih ugotovljen statistično značilen trend zniževanja, v Lancovi vasi pa nasprotno trend zviševanja nitratov. Na ostalih dveh mestih je zaznano le letno nihanje tega parametra.