饮用水中的污染物可分为化学污染物和微生物污染物两大类。污染物来源包括天然污染、工农业和人类活动对水源的污染、水处理和运输过程中产生的污染等。比较常见的污染物有：
氟：主要来自天然过程。饮用水中含有适量的氟可以帮助预防龋齿，但过量的氟会导致氟牙症（牙齿上出现斑块，严重时牙釉质缺损）和氟骨症（骨骼硬化、畸形，严重时导致残疾）。
砷：主要来自天然过程。长期饮用砷含量过高的水，会发生慢性砷中毒，皮肤、肺和泌尿系统等部位癌变的风险增加。
硝酸盐：主要来自化肥。硝酸盐代谢后会降低血红素携带氧气的功能，使婴儿全身缺氧，皮肤变成蓝紫色，易发生猝死。在成年人体内，硝酸盐会增加癌症风险。
铅：主要来自含铅的输水管道。铅中毒会导致血压升高、不育、神经系统紊乱、肌肉和关节疼痛、注意力和记忆力减退等。
铁、锰：主要来自天然过程。它们通常不会对健康造成直接危害，但会使水的颜色和味道变差、令人厌恶，还容易造成输水管道堵塞、促使细菌在管道中生长。
氯仿：对饮用水进行氯化消毒时，氯与水中的天然有机杂质发生反应，生成一些副产物，其中氯仿含量较高。动物实验显示氯仿可能有致癌作用。
四氯化碳：主要来自工业和生活污染，氯化消毒过程也会生成一些。四氯化碳会损害肝脏、肾脏等器官，有致癌作用。
大肠杆菌：来自直接或间接的粪便污染。它的出现通常意味着水中可能存在沙门氏菌、志贺氏菌等病原菌，这些病菌会引发肠道传染病。
藻类毒素：水源受到严重的磷和氮污染后，会出现富营养化现象，导致藻类大量繁殖。藻类分泌出的毒素进入饮用水，会损害肝脏和神经系统。
在工业污染严重的地区，水中还可能含有汞、镉、铬等重金属，引发重金属中毒。农业活动会导致水源受到农用除草剂和杀虫剂等的污染。
