有害物質による水質汚濁の原因としては、カドミウム、鉛などの重金属や有機水銀、揮発性有機化合物(VOC)などで蓄積性、発癌性を持つ物質があげられる。主に工場排水や産業廃棄物が発生源として警戒される。水の状態を悪化させる原因となるものは、生物により容易に消費されるタイプの有機物や、肥料の成分でもある窒素・リンなどの栄養塩類などがある。主に生活排水に由来し、本来環境に必要な物質であっても、過剰に存在する故に汚染物質と化す。水質汚濁の代表的な原因物質と代表的な発生源の例.主に物質としての有害・有毒性によるもの.法規制の対象となっているものは、健康項目とも呼ばれる。主に量が過剰だと有害性を顕わすもの.法規制の対象となっているものは、生活環境項目とも呼ばれる。法的規制.日本の場合、環境全体に対する基準と事業者の公共水域への排水への規制が主となっている。他国の事例によると、アメリカの環境基準は「水遊びと魚釣りが出来ること」を目標としており、アウトドア好きな国柄が表れている。対象とされる水の種類.通常この用語を用いる場合、その水の対象は表流水に限られており、地下水などについてこの用語を用いることはほとんどない。底質との関係.現実の環境、特に河川の水質汚濁においては、水中に分散した時の底質そのもの(懸濁物質)、および液体と固体の間で物質が吸着・溶出する作用が、非常に大きな要素となっている。重みと作用機構はいくぶん異なるが、湖沼や海域でも同様である。水質汚濁の定義に底質汚染が含まれるのは、大雨による河川増水など気象条件や、浚渫などの人為的な行為によって撹拌された時はもちろん、平常時であっても水との相互作用が常に起きていて、影響を及ぼし合っているためである。従って、ある日時の水だけを試験・評価しただけでは不十分である。また、底質は水に比して移動速度が極めて遅い特徴がある。さらに物質の吸着・溶出は、接している水との濃度勾配や、各々の物質がもつ水溶性などの物性、水温や他の溶存物質(汽水など)の影響による物理・化学的側面に加え、底質中に無数に存在する微生物の代謝や食物連鎖などの生態系内部での物質移動といった生物的側面が大きいと考えられ、その解明は道半ばにある。