اکتشاف منابع آب زیرزمینی به‌عنوان یکی از راه‌های تأمین آب شرب در جهان با توجه به نیاز روزافزون جهانیان به آب، امری ضروری و اجتناب ناپذیر است. بحران آب در ایران و بخصوص در شهرهای گرم و خشک در حال حاضر به یک چالش جدی تبدیل شده است. شوری و درجه سختی آب بالا و کمبود آب شهرستان بیرجند راهکار منابع آب جایگزین را بیش از پیش به مسئولان مرتبط با منابع آب در آینده نزدیک گوشزد می‌کند. شناخت عوامل مؤثر در پتانسیل‌یابی منابع آب کارست در زمینه مطالعات مربوط به مدیریت سرزمین دارای جایگاه ویژه‌ای است. هدف از این پژوهش پتانسیل‌یابی منابع آب کارست در شهرستان بیرجند در استان خراسان جنوبی با استفاده از مدل AHP می‌باشد. در این پژوهش با مدل تحلیل سلسله مراتبی، لایه‌های اطلاعاتی لیتولوژی، فاصله از گسل، شیب، جهت شیب، ارتفاع، فاصله از آبراهه، فاصله از گسل و کاربری اراضی به‌عنوان نقشه‌های عامل در نظر گرفته شدند. همچنین به‌منظور استخراج مدل پتانسیل‌یابی منابع آب کارست، شیپ فایل‌ها در محیط نرم‌افزار GIS10.3 ARCفراخوانی شدند. لایه‌های اطلاعاتی متفاوت با اعمال نظرات کارشناسی و مشاهدات میدانی به‌صورت نقشه‌های معیار طبقه‌بندی شدند. درنهایت با توجه به وزن به دست آمده، نقشه پتانسیل سنجی منابع آب کارست در شهرستان بیرجند به دست آمد. نتایج حاصله نشان داد که از کل مساحت شهرستان بیرجند، 40/26 درصد در طبقه خیلی کم توسعه‌یافته، 58/27 درصد در طبقه کم توسعه‌یافته،‌ 86/23 درصد در طبقه متوسط، 75/15 درصد در طبقه توسعه زیاد و 40/6 درصد در طبقه توسعه خیلی زیاد گرفته است. از این‌رو، طبق قضاوت کارشناسان و متخصصان کارست ، عامل لیتولوژی منطقه با ارزش 41/0 بیشترین وزن و مهم‌ترین عامل کنترل کننده پتانسیل توسعه منابع آب کارست در منطقه مورد مطالعه بوده است و عامل کاربری اراضی با ارزش 017/0 کمترین وزن را به خود اختصاص داده است. نتایج نشانگر آن است که به ترتیب عوامل لیتولوژی، فاصله از گسل و فاصله از آبراهه مهم‌ترین نقش را در توسعه کنونی منابع آب کارست در این شهرستان داشته‌اند.