Fontaine de Vaucluse est l’exutoire quasi-unique d’un système karstique exceptionnel tant par la surface de son bassin d’alimentation (1130 km²) que par l’épaisseur de ses zones non saturée (en moyenne 800 m) et saturée (> 300 m). L’ampleur du système permet d’appréhender l’impact de la variabilité latérale des environnements de dépôt sur les faciès carbonatés, sur les processus de fracturation et karstification et sur la dynamique des écoulements. La structuration messinienne de ce karst est typique du pourtour méditerranéen. Le conduit d’amenée des eaux à l’émergence a ainsi été reconnu jusqu’à la côte de -204 m NGF, et est à l’origine du terme système vauclusien qui désigne les systèmes karstiques dont le réseau de drainage est développé sous le niveau de leur exutoire. En aval de la source, les Sorgues sont associées à des enjeux sociétaux importants (annonce de crue, irrigation, biodiversité et tourisme vert).