凡使水體的水質、生物質、底質質量惡化的各種物質均可稱為水體污染物或水污染物。根據對環境污染危害的情況不同，可將水污染物分為以下幾個類別:固體污染物、生物污染物、需氧有機污染物、富營養性污染物、感官污染物、酸堿鹽類污染物、有毒污染物、油類污染物、熱污染物等。
1.固體污染物
固體物質在水中有三種存在形態:溶解態、膠體態、懸浮態。在水質分析中，常用一定孔徑的濾膜過濾的方法將固體微粒分為兩部分:被濾膜截留的懸浮固體(SS－Suspended Solids)和透過濾膜的溶解性固體(DS-Dissolved Solids)，二者合稱總固體(TS-Total Solids)。這時，一部分膠體包括在懸浮物內，另一部分包括在溶解性固體內。
懸浮物在水體中沉積後，會淤塞河道，危害水體底棲生物的繁殖，影響漁業生產。灌溉時，懸浮物會阻塞土壤的孔隙，不利於作物生長。大量懸浮物的存在，還干擾廢水處理和回收設備的工作。在廢水處理中，通常采用篩濾、沉澱等方法使懸浮物與廢水分離而除去。
水中的溶解性固體主要是鹽類，亦包括其它溶解的污染物。含鹽量高的廢水，對農業和漁業生產有不良影響。
2.生物污染物
生物污染物系指廢水中的致病微生物及其它有害的生物體。主要包括病毒、病菌、寄生蟲卵等各種致病體。此外，廢水中若生長有鐵菌、硫菌、藻類、水草及貝殼類動物時，會堵塞管道、腐蝕金屬及惡化水質，也屬於生物污染物。
生物污染物主要來自城市生活廢水、醫院廢水、垃圾及地面徑流等方面。病原微生物的水污染危害歷史最久，至今仍是危害人類健康和生命的重要水污染類型。潔淨的天然水一般含細菌是很少的，病原微生物就更少，受病原微生物污染後的水體，微生物激增，其中許多是致病菌、病蟲卵和病毒，他們往往與其他細菌和大腸杆菌共存，所以通常規定用細菌總數和菌指數為病原微生物污染的間接指標。
病原微生物的特點是：數量大、分布廣、存活時間較長、繁殖速度很快、易產生抗藥性，很難消滅。因此，此類污染物實際上通過多種途徑進人人體，並在體內生存，一旦條件適合，就會引起人體疾玻
3.需氧有機污染物
廢水中能通過生物化學和化學作用而消耗水中溶解氧的物質，統稱為需氧污染物。絕大多數的需氧污染物是有機物，無機物主要有Fe、Fe2+、S2-、SO32-、CN-等，僅占很少量的部分。因而，在水污染控制中，—般情況下需氧物即指有機物。
天然水中的有機物一般指天然的腐殖物質及水生生物的生命活動產物。生活廢水、食品加工和造紙等工業廢水中，含有大量的有機物，如碳水化合物、蛋白質、油脂、木質素、纖維素等。有機物的共同特點是這些物質直接進入水體後，通過微生物的生物化學作用而分解為簡單的無機物質－二氧化碳和水，在分解過程中需要消耗水中的溶解氧，而在缺氧條件下污染物就發生腐敗分解、惡化水質，因此常稱這些有機物為需氧有機物。水體中需氧有機物越多，耗氧也越多，水質也越差，說明水體污染越嚴重。在一給定的水體中，大量有機物質能導致氧的近似完全的消耗，很明顯對於那些需氧的生物來說，要生存是不可能的，魚類和浮游動物在這種環境下就會死亡
需氧有機物常出現在生活廢水及部分工業廢水中，如有機合成原料、有機酸堿、油脂類、高分子化合物、表面活性劑、生活廢水等。它的來源多，排放量大，所以污染範圍廣。
4.富營性污染物
營養性污染物是指可引起水體富營養化的物質，主要是指氮、磷等元素，其他尚有鉀、硫等。此外，可生化降解的有機物、維生素類物質、熱污染等也能觸發或促進富營養化過程。
從農作物生長的角度看，植物營養物是寶貴的物質，但過多的營養物質進人天然水體，將使水質惡化、影響漁業的發展和危害人體健康。一般來說，水中氮和磷的濃度分別超過0.2和0.02mg/L，會促使藻類等綠色植物大量繁殖，在流動緩慢的水域聚集而形成大片的水華(在湖泊、水庫)或赤潮(在海洋)；而藻類的死亡和腐化又會引起水中溶解氧的大量減少，使水質惡化，魚類等水生生物死亡；嚴重時，由於某些植物及其殘骸的淤塞，會導致湖泊逐漸消亡。這就是水體的營養性污染 (又稱富營養化)。
水中營養物質的來源，主要來自化肥。施入農田的化肥只有一部分為農作物所吸收，其余絕大部分被農田排水和地表徑流攜帶至地下水和河、湖中。其次，營養物來自於人、畜、禽的糞便及含磷洗滌劑。此外，食品廠、印染廠、化肥廠的染料廠、洗毛廠、制革廠、炸藥廠等排出的廢水中均含有大量氮、磷等營養元素。
5.感官污染物
廢水中能引起異色、渾濁、泡沫、惡臭等現像的物質，雖無嚴重危害，但能引起人們感官上的極度不快，被稱為感官性污染物。對於供游覽和文體活動的水體而言，感官性污染物的危害則較大。
異色、渾濁的廢水主要來源於印染廠、紡織廠、造紙廠、焦化廠、煤氣廠等。惡臭廢水主要來源於煉油廠、石化廠、橡膠廠、制藥廠、屠宰廠、皮革廠。當廢水中含有表面活性物質時，在流動和曝氣過程中將產生泡沫，如造紙廢水、紡織廢水等。
各類水質標准中，對色度、臭味、濁度、漂浮物等指標都作了相應的規定。
6.酸、堿、鹽類污染物
酸堿污染物主要由工業廢水排放的酸堿以及酸雨帶來。酸堿污染物使水體的pH值發生變化，破壞自然緩衝作用，消滅或抑制細菌及微生物的生長，妨礙水體自淨，使水質惡化、土壤酸化或鹽堿化。
各種生物都有自己的pH適應範圍，超過該範圍，就會影響其生存。對漁業水體而言，pH值不得低於6或高於9.2，當pH值為5.5時，一些魚類就不能生存或繁殖率下降。農業灌溉用水的pH值應為4.5～8.5。此外酸性廢水也對金屬和混凝土材料造成腐蝕。
酸與堿往往同時進入同一水體，從pH值角度看，酸、堿污染因中和作用而自淨了，但會產生各種鹽類，又成了水體的新污染物。無機鹽的增加能提高水的滲透壓，對淡水生物、植物生長都有影響。在鹽堿化地區，地面水、地下水中的鹽將進—步危害土壤質量，酸、堿、鹽污染造成的水的硬度的增長在某些地質條件下非常顯著。
7.有毒污染物
廢水中能對生物引起毒性反應的物質，稱為有毒污染物，簡稱為毒物。工業上使用的有毒化學物已經超過12000種，而且每年以500種的速度遞增。毒物可引起生物急性中毒或慢性中毒，其毒性的大小與毒物的種類、濃度、作用時間、環境條件(如溫度、pH值、溶解氧濃度等)、有機體的種類及健康狀況等因素有關。大量有毒物質排入水體，不僅危及魚類等水生生物的生存，而且許多有毒物質能在食物鏈中逐級轉移、濃縮，最後進人人體，危害人的健康。
廢水中的毒物可分為無機毒物、有機毒物和放射性物質等三類。
(1)無機毒物:包括金屬和非金屬兩類。金屬毒物主要為重金屬(汞、鎘、鎳、鋅、銅、錳、鈷、鈦、釩等)及輕金屬鈹。非金屬毒物有砷、硒、氰化物、氟化物、硫化物、亞硝酸鹽等。砷、硒因其危害特性與重金屬相近，故在環境科學中常將其列入重金屬範疇。重金屬不能被生物所降解，其毒性以離子態存在時最為嚴重，故常稱其為重金屬離子毒物。重金屬能被生物富集於體內，有時還可被生物轉化為毒性更大的物質(如無機汞被轉化為烷基汞)，是危害特別大的一類污染物。
(2)有機毒物:這類毒物大多是人工合成有機物，難以被生化降解，毒性很大。在環境污染中具有重要意義的有機毒物包括有機農藥、多氯聯苯、稠環芳香烴、芳香胺類、雜環化合物、酚類、腈類等。許多有機毒物因其“三致效應”（致畸、致突變、致癌)和蓄積作用而引起人們格外的關注。以有機氯農藥為例，首先其具有很強的化學穩定性，在自然環境中的半衰期為十幾年到幾十年，其次它們都可通過食物鏈在人體內富集，危害人體健康。如DDT能蓄積於魚脂中，濃度可比水體中高12500倍。
(3)放射性物質:放射性是指原子核衰變而釋放射線的物質屬性，廢水中的放射性物質主要來自鈾、鐳等放射性金屬的生產和使用過程，如核試驗、核燃料再處理、原料冶煉廠等。其濃度一般較低，主要會引起慢性輻射和後期效應，如誘發癌症、對孕婦和嬰兒產生損傷，引起遺傳性傷害等。
8.油類污染物
油類污染物包括礦物油和動植物油。它們均難溶於水，在水中常以粗分散的可浮油和細分散的乳化油等形式存在。
油污染是水體污染的重要類型之一，特別是在河口、近海水域更為突出。主要是工業排放、海上采油、石油運輸船只的清洗船艙及油船意外事故的流出等造成的。漂浮在水面上的油形成一層薄膜，影響大氣中氧的溶入，從而影響魚類的生存和水體的自淨作用，也干擾某些水處理設施的正常運行。油脂類污染物還能附著於土壤顆粒表面和動植物體表，影響養分的吸收和廢物的排出。
9.熱污染
廢水溫度過高而引起的危害，叫做熱污染。熱熱污染的主要危害有以下幾點：
(1) 由於水溫升高，使水體溶解氧濃度降低，大氣中的氧向水體傳遞的速率也減慢；另外，水溫升高會導致生物耗氧速度加快，促使水體中的溶解氧更快被耗盡，水質迅速惡化，造成異色和水生生物因缺氧而死亡。
(2) 水溫升高會加快藻類繁殖，從而加快水體富營養化進程。
(3) 水溫升高可導致水體中的化學反應加快，使水體的物理化學性質如離子濃度、電導率、腐蝕性發生變化，從而引起管道和容器的腐蝕。
(4) 水溫升高會加速細菌生長繁殖，增加後續水處理的費用。