Om denna volym är svår att visualisera, tänk dig jordens hela landyta täckt av ett lager som är ca 180 meter djupt.
Den nya beräkningen kommer från ett kanadensiskt team och publiceras i tidskriften Nature Geoscience.
Betecknande nog är lite av detta vatten - bara 6 procent - den typ av bankbar resurs som är mest användbar för människor.
Den lilla fraktionen kallas "modernt" grundvatten: den kan utvinnas eftersom den är nära ytan och kan användas för att komplettera resurser ovan jord i floder och sjöar.
"Det är grundvattnet som är det snabbast förnyade - på skalan av människans livstider", förklarade studieledaren Tom Gleeson från University of Victoria.
"Och ändå är detta moderna grundvatten också det mest känsliga för klimatförändringar och mänsklig förorening. Så det är en viktig resurs som vi behöver för att klara oss bättre."
För att kvantifiera exakt hur mycket vatten som lagras i toppen av 2 km av jordens yta, var Dr Gleesons team tvungen att kombinera stora datamängder med ett element av modellering.
De inkluderade information om genomtränglighet av stenar och jord, om deras porositet, och allt som är känt om vatten bord lutningar, som berättar om ingångar från nederbörd.
Nyckeln till att bestämma åldern på allt detta lagrade vatten är en samling av tusentals tritiummätningar.
Tritium är en radioaktiv form av väte som spikades i atmosfären för 50 år sedan som ett resultat av termonukleära bombtester.
Den kan därför användas som en spårare för allt regn som har tagit sig ner under jorden sedan dess.
Kartan ovan visar fördelningen av detta moderna grundvatten runt om i världen.
Mörkblå visar var den snabbt förnyas. Ljusblått visar det äldre grundvattnet, som mestadels är stillastående och icke-förnybart.
"Gammalt vatten är mycket varierande," Dr Gleeson berättade BBC News.
"Vissa platser är det ganska djupt, på vissa platser inte. På många platser kan det vara dålig kvalitet.
"Det kan vara mer salt än havsvatten och det kan ha massor av upplösta metaller och andra kemikalier som skulle behöva behandlas innan det kunde användas för dricksvatten eller jordbruk."
Detta lägger ytterligare tonvikt vid de moderna reserverna och behovet av att förvalta dem på ett hållbart sätt. Studien understryker hur ojämnt de är spridda över hela världen.
Nästa steg, sade dr Gleeson, var att försöka räkna ut hur snabbt en del vattenlager tömdes.
Ying Fan, från Rutgers University i USA, skriver också i Nature Geoscience att "den globala synen på grundvatten förhoppningsvis kommer att öka medvetenheten om att våra yngsta grundvattenresurser - de som är mest känsliga för antropogena och naturliga miljöförändringar - är ändliga".
Jonathan.Amos-INTERNET@bbc.co.uk och följ mig på Twitter: @BBCAmos
Den totala mängden grundvatten på planeten, som hålls i berg och jord under våra fötter, beräknas vara 23 miljoner kubikkilometer.