El objetivo de este estudio fue evaluar la variabilidad temporal y espacial de los invertebrados acuáticos y los parámetros microbianos (biomasa y actividad) con datos ambientales en manantiales, y determinar el impacto de parámetros clave en la situación ecológica de un sistema de aguas subterráneas. Se muestrearon ocho manantiales en las dos áreas de estudio de Baumberge y Schöppinger Berg (W-NO de Münster, Renania del Norte-Westfalia, Alemania) en tres campañas de muestreo entre 2018 y 2019. Se determinaron los parámetros fisicoquímicos de las muestras de manantial y las abundancias de invertebrados acuáticos en cada evento de muestreo. Se recolectaron muestras para análisis hidro(geo)químicos y microbianos durante cada campaña de muestreo en los manantiales. Se utilizaron la correlación de Spearman y el análisis de componentes principales para identificar los parámetros clave. La abundancia de invertebrados acuáticos y la actividad microbiana estaban significativamente correlacionadas positivamente con la fluctuación del nivel freático. La abundancia de individuos estigobios estaba significativamente correlacionada positivamente con el Índice de Fauna de Aguas Subterráneas y el fosfato en Baumberge, y correlacionada negativamente con el cloruro en Schöppinger Berg. Lo más notable es que los isótopos estables del agua y la actividad microbiana estaban significativamente correlacionados inversamente. Los resultados hidro(geo)químicos no mostraron diferencias espaciales significativas en las aguas subterráneas en ambos sistemas de aguas subterráneas. Los isótopos estables del agua indican un origen meteórico, con un efecto de evaporación durante dos meses, a pesar de que las tasas de percolación descendente y recarga de aguas subterráneas son altas. La concentración de nitrato fue superior a 50 mg/L solo en SB debido a las actividades agrícolas. La entrada de nitrato en las aguas subterráneas proviene de dos fuentes en Baumberge, mientras que proviene de una fuente en Schöppinger Berg. No hubo evidencia de desnitrificación en ambas áreas. Se supone que el yeso secundario es la fuente de sulfato en las aguas subterráneas en Schöppinger Berg, pero no se puede excluir la oxidación anaeróbica de la pirita en la parte más profunda del sistema de aguas subterráneas como fuente de sulfato.