排入水体的污染物按其性质主要分为物理性、化学性和生物性污染物3类。许多情况下积累污染物是综合发挥作用的。
物理性污染物主要有固体悬浮颗粒、放射性物质。固体悬浮颗粒使水的浊度增加，恶化水的感官性状，还可吸附水中的病原体如细菌、病毒等。当浊度较高的水体作为饮水水源时，会加大饮用水净化的难度，影响饮用水消毒的效果，从而增加以水为媒介的传染病传播的危险。水体中的放射性物质分为天然和人工两类。人工放射性物质主要来自核生产废物、各类医疗和研究单位的排水等。放射性物质通过接触或饮水进入人体产生外照射或内照射，引发肿瘤等多种疾病。
化学性污染物种类很多，据估计有2200种以上。常见的无机污染物有铬、汞、铅、镉、砷、氰化物、磷、氮以及各种酸、碱等。较重要的有机污染物有酚类化合物、苯类化合物、卤烃类化合物以及各种油类。当水中的化学性污染物超过容许浓度时，通过饮水或食物链的放大作用可引起人体的急性和慢性中毒。
生物性污染物主要来自人畜粪便、其次为生活污水，医院及屠宰、制革、生物药品、食品工业的废水。水体受到生物性污染后，可通过饮用、接触等途径引起人群中以水体为媒介的传染病的流行，常见的介水传染病有痢疾杆菌、伤寒杆菌、致病性大肠杆菌、甲型肝炎病毒等。