Das präkolumbische Ökosystem, wie es die Azteken vorfanden, als sie nach Zentralmexiko vordrangen, lässt sich aufgrund von Grabungen recht genau rekonstruieren: Sie deuten auf eine Landschaft, die durch zahlreiche Seen mit dazwischen liegenden Sümpfen geprägt war. Von den umliegenden Gebirgen, die vorwiegend mit Kiefern- und Eichenwäldern bedeckt waren, strömten zahlreiche Bäche und Flüsse, deren größte in den nördlichen Zumpango-See mündeten. Während die kleineren nördlichen und südlichen Seen Süßwasser enthielten, war das Wasser des tiefer gelegenen Texcoco-Sees wegen des salpeterhaltigen Untergrunds, des fehlenden Abflusses und der hohen Verdunstung stark salzhaltig.
Als die Azteken im Tal von Mexiko eintrafen, fanden sie eine hochentwickelte Hydrokultur vor: Mais, Bohnen, Tomaten, Kürbis und andere Lebensmittel wurden auf bewässertem Land und schwimmenden Gärten, sogenannten Chinampas, angebaut; auch Eindeichungen, Flussumleitungen und Trinkwasserleitungen waren im Valle de México üblich. Im 15. Jahrhundert begannen die Azteken, selbst Deiche zu bauen, welche die Insel mit dem Festland verbanden. Sie dienten gleichzeitig als Aquädukte. Ein 16 Kilometer langer Deich, unterbrochen nur von einigen Schleusen, war östlich von Tenochtitlán durch den Texcoco-See gebaut worden, um die Stadt vor Überschwemmungen zu schützen.
In den ersten Jahren ihrer Herrschaft verkannten die Spanier die Wichtigkeit der Anlagen und ließen sie verfallen. Als es aber ab 1540 zu immer verheerenderen Überschwemmungen kam, entschloss man sich zur Rekonstruktion der Anlagen. Die Abholzung der Hänge in Verbindung mit dem Waldweidegang des Viehs hatte aber die steilen Hänge schon stark erodiert. Die Erde konnte die Niederschläge nicht mehr aufnehmen und war in den Texcocosee geschwemmt worden (der zur Zeit der Eroberung 14 Meter tiefer war als heute).
Die alten Anlagen waren den nun zu bewältigenden Wassermassen nicht mehr gewachsen. So starben beispielsweise während der großen Überschwemmungen zwischen 1629 und 1633 circa 50.000 Menschen. 1789 war schließlich ein Kanal durch die Randgebirge vollendet, mit dem man das Tal nach außen entwässerte. Die Erosion führte dazu, dass die Quellen, die die Stadt früher mit Trinkwasser versorgt hatten, versiegt waren. Die Trinkwasserversorgung erfolgte nun aus Tiefbrunnen (1886 bereits über 1000). Da nun aber das Abwasser (übrigens ungeklärt) aus dem Tal heraus gebracht wurde, sank der Grundwasserspiegel immer weiter. Ein Teufelskreis.
Die vielen Seen, die das Tal einst füllten, fielen trocken. Den feinkörnigen, bentonitischen Tonen im Untergrund der Stadt wurde das Wasser entzogen, das heißt sie schrumpften. Die Folge: zwischen 1891 und 1970 senkten sich einige Gebiete der Innenstadt um 8,50 Meter. Neben den Folgen für die Bausubstanz ist eine der schlimmsten Folgen der Bodensenkungen die Beeinträchtigung der Kanalisation: Die Anlagen sind zum Teil zerrissen, Gefälle haben sich umgekehrt. Ständig droht das Kloakenwasser in die ebenfalls undichten Trinkwasserleitungen einzudringen.