Загрязнение воды могут вызвать более 400 видов веществ. Различают химические, биологические и физические загрязнители.
Среди химических загрязнителей к наиболее распространенным относят нефть и нефтепродукты, синтетические поверхностно-активные вещества, кислоты, щелочи, соли, фенолы, аммонийный и нитритный азот, пестициды, тяжелые металлы, диоксины и др.
Очень опасно загрязняют воду биологические загрязнители, например вирусы и другие болезнетворные микроорганизмы, водоросли, дрожжевые и плесневые грибки.
К физическим загрязнителям относятся — радиоактивные вещества, взвешенные твердые частицы, тепло, органолептические (цвет, запах), шлам, песок, ил, глина.