מים טבעיים חשופים למגוון רחב של זיהומים, אשר מחולקים לקבוצות על פי המאפיינים הביולוגיים ופיסיקליים-כימיים שלהם.
הקבוצה הראשונה מכילה חומרים שמתמוססים במים ונמצאים בהם במצב מולקולרי או יוני.
הקבוצה השנייה כוללת בתוכה חומרים שבשילוב עם המים יוצרים תרחיפים או מערכות קולואידיות. במצב הקולואידי יכולים להיות מינרלים או חלקיקים אורגניים, סוגים בלתי-מסיסים של רקבובית ומספר וירוסים. תרחיפים הם בד"כ פלנקטון, בקטריות וחלקיקים זעירים קשים בלתי-מסיסים.
ההשפעה הגדולה ביותר על המים הפתוחים באה מכיוון המגזר החקלאי. השימוש בחומרי הדברה ברוב המקרים ממש הורס את המיקרו פלורה של הנהר, במיוחד כאשר העבודות מתבצעות על הקרקעות הסמוכות למאגר מים. בשל אחסון מרושל של דשנים וקוטלי עשבים, בגלל איטום לקוי של הקרקע חלק מכימיקלים אלו מוצאים את דרכם לנהרות.
זיהום הנחלים על ידי שפכים תעשייתיים וביתיים נמצא במקום השני, אך לעתים קרובות הנזק שנגרם על-ידיו הוא עצום. כך, שפכים של מפעלי אלקטרוניקה שמשתמשים בממסים כלוריים, כמו גם פסולת מעיסה ומפעלי נייר, הורגים בעזרת דיאוקסינים את כל מה שחי במאגרי המים הסמוכים, אפילו אם נפח השפכים והפסולת נמוך יחסית.
יש לשים דגש מיוחד על זיהום מאגרי המים ע"י נפט. לא רק שתוצרי הפירוק של ה"זהב השחור" הינם רעילים ביותר, אלא בנוסף לכך,הסרט שמפריד את המים מהאוויר גורם להרס של כל החי. כל שנה נשפכים לאוקיינוסים בין 3 ל-10 מיליוני טונות של נפט ונגזרותיו.
בתקופה האחרונה אנו מוצאים במים יותר ויותר אלמנטים מזיקים (עופרת, בדיל, אבץ, נחושת, כספית, איזוטופים רדיואקטיביים.
