Les analyses physico-chimiques font appel à des techniques d'analyses très variées visant à connaitre les propriétés intrinsèques des molécules ou des atomes, ou encore leur aptitude à réagir avec des réactifs particuliers ou lorsqu'ils sont soumis à des stress définis.
L'estimation de la qualité physico-chimique d'une eau s'effectue par la mesure d'un ensemble de paramètres constituant l'eau.
Des résultats anormaux permettent de mettre en évidence et d'évaluer les niveaux de pollutions.