A água fica poluída quando resíduos ou substâncias tóxicas se misturam com corpos d'água, como lagos, reservatórios, riachos ou rios. Poluentes comuns da água incluem resíduos químicos, pesticidas e gasolina.
Muitas fábricas descartam resíduos químicos despejando-os em lagos, rios ou no solo. Os pesticidas que os agricultores usam para eliminar os insetos também podem atingir as águas superficiais e subterrâneas em quantidades significativas. Tanques de armazenamento subterrâneo para gasolina e outros líquidos podem contaminar diretamente as águas subterrâneas. O sal colocado nas ruas geladas durante o inverno também polui a água, embora o sal não seja especialmente perigoso para a saúde das pessoas.
Outras fontes de poluentes da água incluem esgoto e águas residuais, fossas sépticas e despejos marinhos e oceânicos. Resíduos solúveis, ou esgoto, e águas servidas vêm da água que as pessoas usam em casa e em locais públicos, como escolas e hospitais. O esgoto freqüentemente entra e polui vários corpos d'água. O conteúdo líquido das fossas sépticas é normalmente drenado e despejado em um sistema de drenagem terrestre. No entanto, às vezes vai para o solo e corpos d'água. Materiais residuais, como plástico e borracha, às vezes também são jogados no mar.
A concentração de poluentes geralmente diminui à medida que os poluentes se diluem lentamente. No entanto, este é um processo demorado. Mesmo que a água seja considerada segura para uso quando a concentração de poluentes atinge um nível baixo, a presença de poluentes não é totalmente eliminada.