水环境理化因子主要包括水深、透明度、水温、溶解氧、pH、高锰酸盐指数、氨氮、硝态氮、总氮、总磷和氮磷比等。

水深。指水体的自由断面到其河床面的垂直距离。

透明度。即水体透光的程度，影响水生生物群落可接受光照进行光合生产的程度。野外现场测定时常用塞氏盘法，即用一个直径25厘米的黑白相间的圆盘，逐渐下沉过程中刚好看不到盘面白色时的深度即为水体透明度。中国西部的高原和高山上，湖泊多是地壳下沉或断裂等所形成的构造湖，又或是河道受阻而成的堰塞湖，这些湖泊水深、透明度高。如青藏高原和新疆天山地区的湖泊主要依靠高山融雪补给，湖中悬浮颗粒物少，水的深度又大，湖水透明度可达10米以上；云贵高原上湖泊的透明度如洱海在4～5米，而最大水深达158米的抚仙湖，透明度一般在7～12.5米；中国东部长江中下游和黄淮海平原上的湖泊，大多是平均水深小于4米的浅水湖，河湖相通、泥沙输入、风浪扰动，使湖水透明度较低，一般都在1米以下。

水温。即水的温度，是水体水质的一个物理指标。水的温度可随水源不同而有所差别。地面水的温度随太阳辐射的强弱及气温变化而变动，地下水的水温特别是深层地下水的温度比较恒定。水温的变化影响着水体物理化学性质和生物的活动，影响水体上、下水层的交换、营养物的生化循环和分布。水温是影响水体溶解氧的关键因子，也是决定水生生物能否分布的重要因素。

溶解氧。即空气中的分子态氧溶解在水中的部分。溶解氧是重要的水质指标，也是维持水生生物活动的重要因素，以每升水里氧气的毫克数表示。水中溶解氧的含量与空气中氧的分压、水的温度都有密切关系。在自然情况下，空气中的含氧量变动不大，故水温是主要的因素，水温愈低，水中溶解氧的含量愈高。在20℃、100千帕下，纯水里大约溶解氧9毫克/升。当水中的溶解氧值降到5毫克/升时，一些鱼类的呼吸就发生困难。水中的溶解氧由于空气里氧气的溶入及水生植物的光合作用会不断得到补充。但当水体受到有机物污染，耗氧严重，溶解氧得不到及时补充，水体中的厌氧菌就会很快繁殖，有机物因腐败而使水体变黑、发臭。溶解氧值是研究水自净能力的一种依据。水里的溶解氧被消耗，要恢复到初始状态，所需时间短，说明该水体的自净能力强，或者说水体污染不严重。否则说明水体污染严重，自净能力弱，甚至失去自净能力。

pH。是衡量水体酸碱度的一个值，也称氢离子浓度指数、酸碱值，是溶液中氢离子活度的一种标度，也就是通常意义上溶液酸碱程度的衡量标准。pH在医学、化学、农业上都有广泛的用途。pH是指溶液中氢离子的总数和总物质的量的比，表示溶液酸性或碱性程度的数值，即所含氢离子浓度的常用对数的负值（pH=-lg[H^⁺]）。

高锰酸盐指数。是指在一定条件下，以高锰酸钾（KMnO₄）为氧化剂，处理水样时所消耗的氧化剂的量。表示单位为氧的毫克/升（O₂, mg/L）。高锰酸盐指数在以往的水质监测分析中，也被称为化学需氧量的高锰酸钾法。但是，由于这种方法在规定条件下，水中有机物只能部分被氧化，并不是理论上的需氧量，也不是反映水体中总有机物含量的尺度，因此，用高锰酸盐指数这一术语作为水质的一项指标，以有别于重铬酸钾法的化学需氧量，更符合于客观实际。国际标准化组织（ISO）建议高锰酸钾法仅限于测定地表水、饮用水和生活污水，不适用于工业废水。按测定溶液的介质不同，分为酸性高锰酸钾法和碱性高锰酸钾法。因为在碱性条件下高锰酸钾的氧化能力比酸性条件下稍弱，此时不能氧化水中的氯离子，故常用于测定含氯离子浓度较高的水样。酸性高锰酸钾法适用于氯离子含量不超过300毫克/升的水样。当高锰酸盐指数超过5毫克/升时，应少取水样并经稀释后再测定。在酸性条件下，用高锰酸钾将水样中的还原性物质（有机物和无机物）氧化，反应剩余的KMnO₄加入体积准确而过量的草酸钠予以还原。过量的草酸钠再以KMnO₄标准溶液回滴，此法的最低检出限为0.5毫克/升，测定上限为4.5毫克/升。

氨氮。是指水中以游离氨（NH₃）和铵离子（NH₄⁺）形式存在的氮。水中氨氮含量增高是指以氨或铵离子形式存在的化合氨含量增高。生活污水中平均含氮量每人每年可达2.5～4.5千克，雨水径流以及农用化肥的流失也是氮的重要来源。此外，氨氮还来自化工、冶金、油漆颜料等工业废水中。自然地表水体和地下水体中主要以硝酸盐氮（NO₃^-）为主，以游离氨和铵离子形式存在的氮受污染水体的氨氮叫水合氨，也称非离子氨。非离子氨是引起水生生物毒害的主要因子，而铵离子相对基本无毒。国家标准Ⅲ类地面水，非离子氨的浓度≤0.02毫克/升。氨氮是水体中的营养素，可导致水富营养化现象产生，是水体中的主要耗氧污染物，对鱼类及某些水生生物有毒害作用。

硝态氮。是指硝酸盐中所含有的氮元素。水和土壤中的有机物分解生成铵盐，被氧化后变为硝态氮。自然地表水体和地下水体中以硝态氮为主，再加上亚硝（酸盐）态氮（NO₂^-）、氨态氮和有机态氮总称为总氮或全（态）氮。含有“硝态氮”的物质有“硝酸钾、硝酸铵、硝酸钠钙、硝酸钙”等等。“硝态氮”易溶于水，溶水后能降低水温；“硝态氮”易燃、易爆、易吸潮。许多水溶性肥料中含有硝态氮。“硝态氮”用于农业补充氮元素，使作物生长加快，延长作物生长期和采收期。氮是作物生长必需的三大元素之一，作物缺氮会导致果实发育不良，畸形果实较多。因此，硝酸钾等肥料对农作物的生长起到至关重要的作用。

总氮、总磷。总氮是指水中各种形态无机和有机氮的总量。包括NO₃^-、NO₂^-和NH₄⁺等无机氮，以及蛋白质、氨基酸和有机胺等有机氮，以每升水含氮毫克数计算。水中磷可以元素磷、正磷酸盐、缩合磷酸盐、焦磷酸盐、偏磷酸盐和有机团结合的磷酸盐等形式存在。总磷是水样经消解后将各种形态的磷转变成正磷酸盐后测定的结果，以每升水样含磷毫克数计量。总氮、总磷常被用来表示水体受营养物质污染的程度。过高的氮、磷含量会导致富营养化。

氮（N）磷（P）比。N/P比值表示出由于浮游植物同时消耗氮和磷，氮和磷以同样的方式变化，故N/P比值保持恒定。N/P比值能反映浮游植物生长的总效应，也有人把它用于海水中不同水团的鉴定。