已經有許多研究者認識到研究高氟地下水的形成機理要從水文地球化學的角度出發，而且已經做了相當的工作，形成了壹些研究方法，並取得了壹些成果，最為常見的研究手段有三種。
1.土柱淋濾實驗
曾濺輝、楊軍耀等人將研究區非飽和帶土體剖面按壹定比例縮小成壹定直徑的土柱，然後分層裝入有機玻璃圓柱體內並壓實，最下部為含水細砂。壹般采用與大氣降水化學成分相似、pH值相近的蒸餾水代替大氣降水作為滲濾液。最後對得到的淋濾液進行K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、 、 、F-和pH等測試，然後對其進行分析。通過實驗，曾濺輝認為大氣降水滲入的主要過程表現為氟和化學組分從非飽和帶土體向水中轉移的過程。非飽和帶土體是淺層地下水重要的供氟源，對淺層地下水的遷移富集具有重要影響。楊軍耀認為非飽和帶氟的遷移是以水-土間的相間遷移為主，由水動力作用引起的垂向位移相對較弱。
2.地下水樣的化學分析
在研究氟的過程中，研究者無壹例外都對地下水樣品的化學指標進行了測定，測出了樣品中所含的壹些主要離子以及礦化度、pH等。然後通常的做法是，分析F-與各種離子之間或者與某些離子的比值的相關關系，得出它們之間的相關系數、回歸方程以及相關關系圖。比較具代表性的結論有：金瓊等對甘肅河西走廊地區氟的環境特征研究表明，氟的富集與貧化與水化學特征關系密切，壹般低 的貧鈣堿性水環境有利於氟的溶解與富集；劉瑞平等對關中大荔地區水氟的地球化學規律進行了研究，水化學組分中的Na+、Cl-、 、pH與氟呈正相關，而Ca2+則抑制水中氟的增加；曾濺輝等人對河北邢臺平原研究認為氟的保存條件取決於淺層地下水的化學成分特征，其中高氟地下水多形成於有利於氟富集和遷移的Na+、Ca2+、 、 為主的水化學類型中，氟與Ca2+的毫克當量百分數相關系數為-0.458～-0.749，（Na++Mg2+）/Ca2+與氟呈正相關；丁丹等以淮北平原淺層水中的氟離子為研究對象，運用統計分析的方法研究氟離子的賦存化學環境，結果表明氟離子濃度隨地下水中pH增大而增大，但是與K++Na+濃度、Ca2+濃度、Mg2+濃度之間並無明顯的相關性；郭天輝對寧夏靈武面子山山前地下水中氟的水文地球化學特征進行研究，認為地下水中的氟含量與水化學類型關系不明顯，與pH及鈉鈣比呈正相關；王根緒等對西北幹旱區氟的環境特征進行了研究，結果表明氟離子在堿性環境中容易聚集，且與礦化度呈近似正相關關系，但不反映確定的正比關系，同時認為氟離子的賦存環境與硬度、Ca2+、Na+等也有關。
3.地下水化學模擬
以化學平衡為理論基礎進行地下水的地球化學模擬，通常利用質量守恒方程，依據熱力學模型和水化學分析資料，確定地下水中各組分存在形式的濃度以及水相環境匯總礦物的溶解或沈澱趨勢。更深壹步的有利用質量平衡反應模型解釋地下水水質變化規律，研究地下水的混合問題及預測水化學的演變。
這些研究方法對我們研究高氟地下水的形成機理有壹定參考意義，但是這些方法在理論上還有壹定的不足。
第壹，它基於的是化學平衡，是壹種平衡態。平衡態是指在沒有外界影響的條件下，系統的諸性質不隨時間改變的狀態。因此，化學平衡是孤立系統的結論。它的規律都是用化學反應方程式來表征其形成過程，用化學分子式來表述形成的產物，而這些產物本身是化學平衡的結果，就是終態。這種平衡態確實反映了某壹個點可能的趨勢，但不是它的本質。然而，對於地下水系統這壹開放系統，面對的各個地方都不是最終態，都不是靜止不變的平衡態的產物。在地下水的運動過程中，它不斷接受補給以及向外界排泄，另外各個地方的pH值、溫度以及所處含水層開放條件在不同深淺及不同的部位都不壹樣，任何壹點參加的反應物有上下遊之間的關系，即這個開放系統既有輸入也有輸出。它是壹直趨向於這種終態但永遠達不到的動態過程，它表示當地自然條件多年形成的穩定動態變化過程，但它不是平衡態。在什麽位置形成什麽物質，它取決於各種組分、各種物理化學條件，也就是說有多種要素隨機變化***同作用的結果。
第二，在各種實驗過程中，反應物的濃度、數量、反應時的溫度以及反應生成物都已知，而且實驗中的化學反應體系壹般物理相態比較單壹，反應元素種類較少。但是化學反應體系作為壹個開放系統，在化學上屬於多元多相體系。我們還沒有辦法區分哪些是物理過程還是化學過程。於是我們對於地下水本身的各種組分的分析，它們的數量，形成的組合狀態，氟呈簡單離子還是配合物形式存在都還沒辦法識別。
第三，地下水中各相之間存在物質交換，並且在其運移過程中有物質的輸入或輸出，因此水樣中的組分含量並不能代表高維的多元多相化學體系的全部生成物，因而難以提供完整的反應信息，從而導致了研究結果的不確定性和主觀臆斷性。