水汙染物的危害有機汙染物（1）死亡有機質主要來源於未經處理的城市生活汙水、造紙汙水、農業汙水、都市垃圾等，其中含有碳水化合物、蛋白質、脂肪等有機物在微生物作用下最終分解為簡單的無機物質。這些物質在分解過程中消耗水中溶解的氧氣，導致水中溶解氧下降，影響魚、蝦、貝、蟹等的生活。如果水中的溶解氧耗盡，有些有機物會被厭氧微生物分解，產生甲烷、硫化氫、氨等惡臭物質。水中溶解氧降低，會致使一些需要氧氣的微生物死亡。而正是這些需氧微生物能夠分解有機質，維持著河流、小溪的自我淨化能力。它們死亡的後果是河流和溪流發黑，變臭，毒素積累，傷害人畜，危及魚類的生存。
（2）難降解有機汙染物主要來源於化工廠、藥廠排放廢水，造紙廠、製革車間等的廢水，農用殺蟲劑、除草劑等。這類汙染物在水中難以被微生物分解，如DDT（二氯二苯代三氯乙烷）、666（六氯環己烷，分子式C6Cl6H6）、狄氏劑（一種殘效期長的廣譜性有機氯殺蟲劑）及其多數同類物均有持久性殺蟲能力，它在環境內不降解，而在脂肪組織內的溶解度卻很高，因此容易在食物鏈內富集。如大氣中的殺蟲劑DDT的濃度隻有3×1012g/ml，而降落在海水中，在浮遊生物體內濃度將富集達到4×10-8g／ml，小鰷魚吞食後可以富集到1×10-6g／ml，取食小鰷魚的海鷗竟使DDT濃度達到7.5×10-5g／ml。對於原有濃度來說，DDT已經富集了約2500萬倍以上。有機氯農藥毒性表現在它對神經的毒害，引起肝、腎功能障礙，誘發癌症。除此以外，石油化工洗滌劑、苯胺、聯苯胺等亦不易被分解，會通過食物鏈逐步濃縮，威脅人類的飲水安全和健康，對健康造成危害。
鬆花江水汙染事件年11月13日，中國石油天然氣股份有限公司吉林石化分公司雙苯廠硝基苯精餾塔發生爆炸，造成8人死亡，60人受傷，直接經濟損失6908萬元。爆炸造成大量對人體健康有害的有機物——硝基苯流入鬆花江，對鬆花江水體造成嚴重汙染，形成的硝基苯汙染帶流經吉林、黑龍江兩省，在中國境內曆時42天，鬆花江沿岸的哈爾濱等市均被迫停水。
（3）油類汙染物在石油的開采、煉製、儲運和使用過程中，如水上機動交通運輸工具、油船的泄漏、幹洗劑的應用等，原油和各種石油產品進入水體，破壞水生生物的生態環境，使漁業減產，汙染水產食品，危及人的健康。海洋上油船的泄漏會造成大批海洋動物（從魚蝦，海鳥至海豹，海獅等）死亡。
水體富營養化由於含磷洗衣粉以及磷、氮化肥的大量施用，水中磷、氮等生物生長所需的重要元素增加，會使湖中的藻類獲得豐富的營養而急劇增長（稱為水體富營養化），引起水中藻類瘋長，細菌大量繁殖。瘋長的藻類在水麵越長越厚，終於有一部分被壓在了水麵之下，因難見陽光而死亡。湖底的細菌以死亡藻類作為營養，迅速增殖。大量增殖的細菌消耗了水中的氧氣，使湖水變得缺氧，依賴氧氣生存的魚類死亡，隨後細菌也會因缺氧而死亡，最終是湖泊老化、死亡。
太湖藍藻水汙染事件年入夏以後，江蘇省無錫市區內的太湖出現50年來最低水位，加上當地天氣連續高溫少雨，導致太湖湖水富營養化加重，部分水域較往年提前暴發大規模藍藻。超厚的藍藻"水華"帶影響了無錫市自來水水源地水質，致使自2007年5月底後，無錫市城區大批市民家中自來水水質突然發生變化，並伴有難聞的氣味，無法正常飲用。國內湖泊和環境專家在事件發生後指出，自2005年以後，太湖夏季出現嚴重藍藻"水華"的麵積大幅南擴和東擴，基本覆蓋整個太湖，同時藍藻暴發時間在不斷提前。
無機有毒物汙染水體的無機汙染物包括酸、堿、鹽、氰化物等。水中酸性物質主要來自製酸廠、化工廠、粘膠纖維廠、酸洗車間等的含酸廢水，以及礦山排水和酸雨等。水中堿性物質主要來自製漿廠、造紙廠、製堿廠、印染廠、製革廠和煉油廠等的含堿廢水。