Parmi les principaux polluants de l'eau, citons l'azote (nitrates et phosphates), les pesticides (cf fiche), les hydrocarbures du fait de marées noires notamment, les bactéries provenant des excréments animaux ou humains, les métaux lourds, les déchets plastiques et les résidus médicamenteux.
La principale source de pollution ponctuelle de l'eau provient du traitement des eaux usées et des eaux d'égout, tandis que la pollution diffuse a pour sources principales l'agriculture et les centrales à combustible fossile (via la pollution de l'air).