Hidrologi Desa Parangtritis terbagi menjadi sistem air permukaan, airtanah, dan mata air. Sungai Opak merupakan sumber air permukaan utama di Desa Parangtritis. Sungai Opak berhulu di Gunungapi Merapi tetapi di bagian hilir bersatu dengan Sungai Oyo yang berasal dari Kawasan Karst Gunungsewu. Material sedimen Sungai Opak yang mengalir di Desa Parangtritis berasal dari material gunungapi, pelarutan batuan karbonatan, serta lapukan batuan dari Perbukitan Baturagung. Sungai Opak dan Sungai Oyo merupakan sungai bertipe perenial yang alirannya tersedia sepanjang tahun. Aliran Sungai Opak dan Oyo dimanfaatkan untuk irigasi lahan pertanian.

Sistem airtanah di Desa Parangtritis terdiri dari Sistem Akuifer Merapi dan Sistem Akuifer Beting Gisik di bawah Gumuk Pasir. Sistem Akuifer Merapi di Bantul memiliki ketebalan yang bervariasi. Di sisi utara (selatan Kota Yogyakarta) memiliki ketebalan 45 m, di Kota Bantul memiliki ketebalan 125 m, dan akuifer kembali menipis di sisi selatan (wilayah pesisir Bantul) (Hendrayana, 1993; Santosa dan Adji, 2014). Sistem Akuifer airtanah yang ada di sekitar wilayah Bantul dapat dilihat pada gambar di bawah ini.

akuifier e

Sistem Akuifer Merapi dan Sistem Akuifer di Bantul pada gambar di bawah ini. Sumber: Santosa dan Adji (2014)

Gumuk pasir merupakan lapisan resapan airtanah sehingga tidak memiliki akuifer airtanah. Keberadaan airtanah di Kawasan Gumuk Pasir berasal dari beting gisik tua yang  berada di bawah gumuk pasir. Airtanah pada Beting Gisik di bawah Gumuk Pasir adalah dangkal sehingga banyak dimanfaatkan oleh penduduk sebagai sumber air bersih.

Sistem Akuifer Beting Gisik di bawah Gumuk Pasir memiliki debit aliran yang berbeda-beda. Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Putri (2008), Sistem Akuifer Beting Gisik di bawah Gumuk Pasir di sebelah timur Watu Gilang memiliki debit aliran airtanah yang lebih kecil (145,07 m3/hari) daripada Sistem Akuifer Beting Gisik di bawah Gumuk Pasir yang ada di sebelah barat Watu Gilang (152,52 m3/hari). Akuifer paling tebal berada di antara di dekat Latihan Manasik Haji dengan debit aliran airtanah sebesar 269,92 m3/hari.

Penyelidikan mengenai kualitas air di Sistem Akuifer Beting Gisik di bawah Gumuk Pasir juga dilakukan oleh Putri (2008). Kualitas airtanah ditentukan dari sifat fisik dan sifat kimia. Sifat fisik yang diacu adalah nilai Daya Hanyar Listrik (DHL), kekeruhan, dan pH. Sifat kimia yang diuji adalah unsur mayor seperti Ca2+, Mg2+, Na+, K+, Cl, S042-, HCO3-, dan CO3-. Berdasarkan pertimbangan sifat fisik dan kimia airtanah, Sistem Akuifer Beting Gisik di bawah Gumuk Pasir di sebelah barat dan timur Watu Gilang berkualitas sedang. Sementara itu, kualitas airtanah paling tinggi berada di sekitar gumuk pasir yang digunakan Latihan Manasik Haji. Airtanah di Desa Parangtritis memiliki ancaman berupa pencemaran airtanah oleh limbah domestik dan limbah pertanian.

Desa Parangtritis memiliki mata air panas yang merupakan manifestasi panas bumi (geotermal). Mata air panas yang dimaksud adalah mata air panas Parangwedang. Sistem geotermal di Pulau Jawa terdiri dari dua jenis yaitu sistem geotermal yang berasosiasi dengan sesar (fault-hosted) dan sistem geotermal yang berasosiasi dengan gunungapi (volcano-hosted). Geotermal Parangtritis merupakan geotermal yang berasosiasi dengan sesar yaitu Sesar Opak (Purnomo dan Pichler, 2014).

Berdasarkan Peta Geologi Pulau Jawa, Sistem Geotermal Parangtritis berada pada zona intrusi batuan tersier. Kondisi ini mengindikasikan adanya sumber panas dari magma. Namun demikian, letaknya jauh di bawah permukaan bumi (deep seated magma heat source). Sistem geotermal yang berasosiasi dengan sesar (fault-hosted) dan memiliki sumber panas magma yang jauh antara lain Sistem Geotermal Cikundul, Pakenjeng, dan Pacitan (Purnomo dan Pichler, 2014).