地球表麵上水的覆蓋麵積約占3/4。水是寶貴的自然資源，是人類生活、動植物生長和工農業生產不可缺少的物質。水是一切生命機體的組成物質，是生命發生、發育和繁衍的源泉。水是生物體新陳代謝的一種介質，生物從外界環境中吸收養分，通過水將各種養分物質輸送到機體的各個部分，又通過水將代謝產物排出機體之外，因此水是聯係生物體的營養過程和代謝過程的紐帶，水參與了一係列的生理生化反應，維持著生命的活力。水還對生物體起著散發熱量、調節體溫的作用。水是人體（以及各種生物體）中含量最多的一種物質，約占體重的2/3。每人每天約需5升水，沒有水就沒有生命。
生產和生活用水，基本上都是淡水。地球上全部地麵和地下的淡水量總和僅占總水量的0.63％。隨著社會發展和人們生活水平的提高，生產和生活用水量在不斷上升。人類年用水量已近4萬億立方米，全球有60％的陸地麵積淡水供應不足，近20億人飲用水短缺。聯合國早在1977年就向全世界發出警告：水源不久將成為繼石油危機之後的另一個更為嚴重的全球性危機。近年來多種渠道的報導都在告誡我們人類麵臨水源危機。據估計，全球對水的需求，每20年將增加一倍，但水的供應卻不會以這種速度增加。目前擁有世界人口40％的約80個國家正麵臨水源不足，並使其農業、工業和人民的健康受到威脅。人類不但需水量大，且隨著工農業的迅速發展和人口增長，排放的廢汙水量也急劇增加，使許多江、河、湖、水庫，甚至地下水等都遭受不同程度的汙染，使水質下降。而水質的優劣直接關係到工農業生產能否正常進行，關係到水生生物的生長，更關係到人體的健康，因此，水質的優劣極為重要。
天然水可分為降水、地表水和地下水三大類。天然水體又是江、河、湖、海等水體的總稱。所有的天然水體總是要和外界環境密切接觸，它在運動過程中，會將接觸到的大氣、土壤、岩石等所含多種物質挾持或溶入，使自身成為極其複雜的體係。大多數天然水體的pH值為3～9，其中河水pH值為4～7，海水pH值為7.7～8.3。天然水體中通常含有三大類物質，即懸浮物質、膠體物質和溶解物質，如表1－2所列。
分類主要物質
懸浮物質細菌，病毒，藻類及原生動物，泥沙，粘土等顆粒物膠體物質矽，鋁，鐵的水合氧化物膠體物質，粘土礦物膠體物質，腐殖質等有機高分子化合物溶解物質氧，二氧化碳，硫化氫，氮等溶解氣體，鈣，鎂，鈉，鐵，錳等離子的鹵化物，碳酸鹽，硫酸鹽等鹽類，其他可溶性有機物水的化學式為H2O。純水是一種無味無色的液體。天然水多呈淺藍綠色。水是氧的氫化物，與同周期的同族的一些元素的氫化物（如H2S，CH4等）相比，水的許多物理常數均表現出“異常”。如水的生成熱很高，所以其熱穩定性很大，在2000K的高溫下離解度不足1%。
水的冰點為0℃（273.15K），沸點為100℃（373.15K），所以在常溫下，水為液態。
溫度改變時，水的體積變化也不尋常，它在0℃～4℃範圍內，一反“熱脹冷縮”的普遍規律，而是在4℃時密度最大，高於或低於此溫度時，密度都較小，因此當水結冰時，體積反而脹大而變輕，所以冰浮在水麵上。水的這一特性，對自然界水下生命的保護有著十分重要的意義，當冬季河流、湖泊冰封水麵時，反而保護了水下生物的生存。