本文以地下水系统理论为指导,采用国内外先进的探测技术与研究方法,对鄂尔多斯白垩系盆地含水层系统、地下水流系统和地下水循环模式等进行了研究。论文详细分析了地下水系统和地下水循环的国内外研究现状,简要介绍了鄂尔多斯白垩系盆地自然地理及地质与水文地质特征。应用地下水系统的理论与方法,对鄂尔多斯白垩系盆地地下水系统进行了划分,总结并提出了含水层系统和地下水流系统的划分原则与研究方法。详细研究了白垩系含水层系统的岩相古地理、含水层岩性与孔隙特征;系统分析了白垩系盆地地下水流系统的主要影响因素,阐述了不同级次地下水流系统空间发育特征,利用地下水流系统原理,对鄂尔多斯白垩系盆地“内流区”和“闭流区”的形成机理进行了研究。在研究鄂尔多斯白垩系盆地地下水循环条件、水文地球化学、同位素及地下水年龄的基础上,提出了不同深度地下水的循环模式。从经济社会发展对水资源的需求出发,结合研究区地下水资源特点,提出了地下水资源开发利用建议。