Ô nhiễm nước xảy ra khi nước bị nhiễm hóa chất và các chất lạ có hại cho con người, thực vật và động vật. Các chất gây ô nhiễm nước bao gồm ô nhiễm hóa học từ các bãi thải, chất thải hóa học từ các chất thải công nghiệp, các kim loại nặng như như thủy ngân và chì, chất thải cống rãnh, chất thải chế biến thực phẩm, phân bón và thuốc trừ sâu.
Ô nhiễm nước là một mối đe dọa sinh thái nghiêm trọng. Uống nước bị ô nhiễm có hại cho sức khỏe con người và động vật. Khi các chất độc hại hòa tan trong các vùng nước, chẳng hạn như đại dương, sông và hồ, nước sẽ trở nên ô nhiễm. Các chất ô nhiễm có xu hướng nằm lơ lửng trong nước hoặc đọng lại trên giường. Chúng làm suy giảm chất lượng nước theo thời gian. Điều này dẫn đến những ảnh hưởng tai hại đến hệ sinh thái dưới nước. Các chất ô nhiễm thậm chí còn làm ô nhiễm nguồn nước ngầm, đe dọa nghiêm trọng đến các hộ gia đình sử dụng nước bị ô nhiễm.
Các chất ô nhiễm được phân thành nhiều loại khác nhau, bao gồm hữu cơ, vô cơ và phóng xạ. Các hoạt động của con người là nguyên nhân chính gây ra ô nhiễm. Các nguồn ô nhiễm nước chính là xả thải công nghiệp và nước thải thành phố. Đây là những tác nhân gây bệnh mang vi khuẩn, vi rút và giun ký sinh. Một số chất ô nhiễm là chất thải cần oxy, làm cạn kiệt oxy và làm chết các sinh vật trong nước. Ngoài ra còn có các chất gây ô nhiễm trộn lẫn với nguồn nước từ đất và hệ thống nước ngầm có chứa phụ phẩm nông nghiệp và chất thải công nghiệp được xử lý không đúng cách. Các chất ô nhiễm từ khí quyển cũng xâm nhập vào hệ thống nước ngầm thông qua lượng mưa.