امروزه تغییر کیفیت و شور شدن آب‌های زیرزمینی خطری بزرگ در راه توسعه کشاورزی به‌خصوص در مناطق خشک و نیمه‌خشک همچون ایران به شمار می‌رود. در این تحقیق، کاربرد تئوری مجموعه فازی جهت ارزیابی میزان کیفیت آب زیرزمینی مورد بررسی قرار گرفته است. در سال‌های اخیر، روش‌هایی هوش مصنوعی تطبیق یافته‌اند تا عدم قطعیت همراه با مسائل زیست‌محیطی را در نظر بگیرند. منطق فازی یکی از روش‌های مشهور تصمیم‌گیری در محیط‌های پیچیده و همراه با عدم قطعیت است. در این تحقیق کیفیت 49 نمونه آب زیرزمینی دشت سراب در سال ۱۳۹۳ که در آزمایشگاه آب‌شناسی دانشگاه تبریز اندازه‌گیری شده بودند؛ استفاده شده است. مقادیر شاخص‌های آبیاری شامل نسبت جذب سدیم، شاخص تراوایی، نسبت کلی، نسبت جذب منیزیم، بیکربنات سدیم باقی‌مانده، درصد انحلال سدیم و هدایت الکتریکی به‌عنوان نماینده تمامی املاح محلول در آب، در این پژوهش استفاده گردید. با استفاده از مدل کیفی فازی، کیفیت آب زیرزمینی به سه طبقه مطلوب، قابل‌قبول و غیرقابل‌قبول تقسیم شد. نتایج نشان دادند؛ 41 نمونه در رده مطلوب و با سطح اطمینان 65 درصد تا 83 درصد و 26 نمونه در رده قابل‌قبول و با سطح اطمینان 37 درصد تا 4/65 درصد قرار گرفتند. 3 نمونه باقیمانده نیز در رده غیرقابل‌قبول و با حداکثر سطح اطمینان 4/23 درصد قرار گرفتند.