Das Einzugsgebiet des Pegels Martinstein liegt im Hunsrück und im Saar Nahe-Bergland. Die mittlere Grundwasserneubildung im rheinland-pfälzischen Teil des Einzugsgebiets liegt zwischen 15 und 192 mm/a; durchschnittlich werden im rheinland-pfälzischen Teil des Einzugsgebietes 85 mm/a neu gebildet.

Im Hunsrück und Soonwald werden mit häufig über 100 mm/a die höchsten Grundwasserneubildungsraten erreicht. Im Schwarzwälder Hochwald des Hunsrücks werden mit 192 mm/a die höchsten Werte erreicht. Im Norden des Einzugsgebietes und auf der Baumholder und Birkenfelder Platte werden mit 45 bis 75 mm/a flächenmäßig die niedrigsten Grundwasserneubildungsraten erreicht. Neubildungsraten unter 45 mm/a werden nur in sehr kleinen Gebieten auf den Wasserscheiden am östlichen und südöstlichen Rand des Einzugsgebietes erreicht.

Die geologischen Formationen des Einzugsgebiet sind alle Kluftgrundwasserleiter, allerdings mit einer sehr unterschiedlichen Ergiebigkeit.  Die devonischen Schiefer und Grauwacken des Hunsrücks sind wegen ihrer Dichte und geringen Klüftigkeit gering ergiebige,  die Quarzite und der Hangschutt mittel ergiebige Grundwasserleiter. Die Magmatite und Sedimente des Saar-Nahe-Berglandes sind geringe bis mittlere Grundwasserleiter, je nach Ausbildung und Klüftigkeit.

Daten über die Grundwasserneubildun liegen nur für Rheinland-Pfalz vor. Die saarländischen Anteile am Einzugsgebiet in der Karte sind weiß dargestellt.

Für die weißen Flächen im Süden des Einzugsgebietes liegen keine Daten vor.