A modelagem matemática hidrogeológica tridimensional é uma ferramenta que permite a reprodução das condições de fluxo e transporte em um aquífero utilizando recursos computacionais. Através desta ferramenta é possível simular o comportamento da contaminação de um aquífero, avaliando sua migração horizontal e vertical ao longo do tempo em diferentes cenários, dadas as características da bacia hidrogeológica e da geologia local. Através da utilização de processos de calibração é possível reproduzir plumas de contaminação desde o seu início até os dias atuais. A modelação hidrogeológica permite também a simulação de cenários futuros, considerando diferentes alternativas de remediação, o que permite a escolha de cenários mais eficazes, não só em termos de proteção aos receptores, mas também em termos de custos envolvidos na implementação e operação destes sistemas. .
De acordo com o procedimento atualmente em vigor (Decisão da Diretoria DD-038/17, ou simplesmente DD38 CESTESB) a modelagem matemática hidrogeológica deverá ser utilizada para simular o comportamento temporal da contaminação, possibilitando a verificação de alterações nos cenários de exposição, e prever a potencial alteração na qualidade dos recursos hídricos superficiais e subterrâneos, bem como definir a necessidade de adoção de medidas de intervenção.