המלחת מי תהום, היא עליה בריכוז המלחים במי התהום, הנובעת משאיבת יתר של מים מהמאגר.
עלית המליחות הופכת את יתרת המים במאגר להיות לא ראויים לשימוש. בישראל הסכנה החמורה ביותר היא למאגר מי התהום ברצועת החוף (אקוויפר החוף).
המנגנון הפיסיקלי העומד בבסיס תופעת ההמלחה הוא בכך שהמים המתוקים במאגר (הקלים יותר מהמים המליחים) - צפים על פני מי הים המליחים על כן, קיים במאגר מפלס קריטי אשר מתחתיו המים מליחים ומעליו מתוקים.
בשאיבה מרובה ומוגזמת המורידה את מפלס המים המתוקים יתר על המידה, מומלח המאגר ע"י שמי הים המליחים נודדים אל תוך הנפח שהתפנה משאיבה במאגר מי התהום שביבשת, ממלאים את המאגר ומגבירים את מליחותו.
למניעת מצב זה - יש להמנע משאיבת יתר.