A fosszilis víz vagy paleovíz egy ősi víztömeg, amelyet évezredek óta tartalmaz valamilyen háborítatlan tér, jellemzően egy víztartó talajvíz. A fosszilis víz egyéb típusai közé tartoznak a szubglaciális tavak, mint például az Antarktisz Vosztok-tó, és még az ősi víz más bolygókon is.
Az UNESCO a fosszilis talajvizet úgy határozza meg, mint
rendszerint évezredekkel ezelőtt és gyakran a jelenlegitől eltérő éghajlati viszonyok között beszivárgott víz, amelyet azóta a föld alatt tárolnak.
– Dr. Karin Kemper, Nem megújuló talajvízforrások: Útmutató a társadalmilag fenntartható gazdálkodáshoz vízpolitikai döntéshozók számára, UNESCO 2006
A víz beszivárgása óta eltelt idő meghatározása általában az izotóp aláírások elemzését jelenti. A „fosszilis” állapot meghatározása – függetlenül attól, hogy az adott víz elfoglalta-e azt a bizonyos helyet a távoli múlt óta, vagy sem – magában foglalja a víztartó rétegek áramlásának, feltöltődésének és veszteségének modellezését, ami jelentős bizonytalansággal járhat. Egyes víztartó rétegek több száz méter mélyek, és hatalmas földterületek alatt állnak. A terület kutatási technikái gyorsan fejlődnek, a tudományos tudásbázis pedig növekszik. Sok víztartó esetében hiányzik vagy vitatott a kutatás a víz korát és a vízadó rétegen belüli viselkedését illetően.
