排入水體的污染物按其性質主要分為物理性、化學性和生物性污染物3類。許多情況下積累污染物是綜合發揮作用的。
物理性污染物主要有固體懸浮顆粒、放射性物質。固體懸浮顆粒使水的濁度增加，惡化水的感官性狀，還可吸附水中的病原體如細菌、病毒等。當濁度較高的水體作為飲水水源時，會加大飲用水淨化的難度，影響飲用水消毒的效果，從而增加以水為媒介的傳染病傳播的危險。水體中的放射性物質分為天然和人工兩類。人工放射性物質主要來自核生產廢物、各類醫療和研究單位的排水等。放射性物質通過接觸或飲水進入人體產生外照射或內照射，引發腫瘤等多種疾病。
化學性污染物種類很多，據估計有2200種以上。常見的無機污染物有鉻、汞、鉛、鎘、砷、氰化物、磷、氮以及各種酸、鹼等。較重要的有機污染物有酚類化合物、苯類化合物、鹵烴類化合物以及各種油類。當水中的化學性污染物超過容許濃度時，通過飲水或食物鏈的放大作用可引起人體的急性和慢性中毒。
生物性污染物主要來自人畜糞便、其次為生活污水，醫院及屠宰、製革、生物藥品、食品工業的廢水。水體受到生物性污染後，可通過飲用、接觸等途徑引起人群中以水體為媒介的傳染病的流行，常見的介水傳染病有痢疾桿菌、傷寒桿菌、致病性大腸桿菌、A型肝炎病毒等。