按其在水体中的状态或形态可划分为水体颗粒物、浮游生物、溶解物质。按其危害特征可划分为耗氧有机物、难降解有机污染物、植物性营养污染物、重金属污染物、放射性污染物、石油类污染物、病原体等。

指纳米以上粒度的胶体、矿物微粒和生物残体颗粒。胶体包括硅胶体、重金属的水合氧化物、腐殖酸、蛋白质、多糖、类脂等；矿物颗粒包括碳酸钙晶体、硅铝酸盐、黏土，以及以黏土矿物为骨架、表面吸附或覆盖铁铝水和氧化物和腐殖酸的一种复合结构。具有复合结构水体颗粒物的形成和作用机理主要是架桥团聚。水体颗粒物在水体中呈悬浮状态，影响水体的感官性状和透明程度，因此影响水体的光合作用。

包括浮游动物、浮游植物和微生物。主要浮游动物有枝角目、太阳虫目、腰鞭毛虫木、轮虫等，主要浮游植物有绿藻、蓝藻、硅藻、裸藻、隐藻、金藻等，主要微生物包括变形虫类、细菌、病毒等。健康水体中的浮游生物是构成水生态系统的重要组成部分。当水体受到污染时，浮游生物改变了水体的感官性状，恶化水质（如赤潮和水华），引起疾病的蔓延。

包括溶解金属化合物和小分子有机物，如有机酸、氨基酸、糖类、油脂等天然有机物，多氯联苯、有机磷农药、有机氯农药等污染物，也包括溶解在水中的气体化合物，如CO、CO₂、H₂S、NH₃、Cl₂等。

生活污水和某些工业废水中含有有机酸、氨基酸、糖类、油脂等有机物质，在有氧条件下分解为简单有机物或二氧化碳和水。由于这些有机物的有氧降解过程需要大量氧气，引起水体溶解氧的耗竭，因此称为耗氧有机物。

有时又称持久性有机污染物，是优先控制污染物的主要考虑对象。主要包括卤代有机物、有机磷化合物、有机胺（芳香胺）化合物、有机金属化合物及多环芳烃等。这类污染物大多是亲脂性化合物，难以被自然界的微生物降解，因此在水体中的存留时间长，容易在生物体内蓄积，大部分有很强的致癌、致畸、致突变、干扰内分泌作用。

包括硝酸盐、亚硝酸盐、铵盐、氨氮、无机和有机磷化合物等。这些物质大量排放进入水体，是构成水体富营养化的主要原因。

汞、铅、铬、镉、砷等具有显著生物毒性的非必需金属元素，以及过量存在的铜、锌、钼、钴等必需金属元素，一旦进入水体就会长期存留，并导致多种不可逆的毒性作用，一直是环境科学关注的重点。

热电厂排放的热污染，矿山开发过程排放的酸性废水，制革厂排放的高含盐废水、纺织和印染厂排放的色素，生产建筑材料的工厂排放的无机悬浮物等，会影响水体温度、酸度、电导率、氧化还原电势、色度、能见度等物理性质，称为物理污染因素。

放射性污染主要发生在第二次世界大战后，放射性同位素的生产和应用日趋广泛。污染水体的放射性物质来自天然放射性核素（⁴⁰K、²³⁸U、²²⁶Ra、¹⁴C和氚），核武器试验中通过大气沉降进入生活环境的放射性污染物，核电站排放的废水、废渣和废气等高污染物质。其中最危险的放射性污染物如⁹⁰Sr、¹³⁷Cs等，其半衰期长，化学性质和人体必需元素钙、钾类似，能在人体内富集。放射性物质在人体内继续衰变，释放出α、β、γ射线，导致化学生物化学键断裂、分子变异、遗传变异和诱发癌症等“放射病”，如白血病。

石油类污染物主要来自石油开采和运输过程的泄漏、排放和事故，以及炼油和石油化工企业含油废水的排放。由于石油类污染物比水轻，进入水体后浮在水面，阻断了水/气交换，因此会影响浮游生物的光合作用。严重时，石油污染物会堵塞鱼鳃，导致水生生物大量死亡。

水体中的病原体有病菌、病毒和寄生虫，主要来自生活污水、医院排放的废水，以及屠宰、制革、洗毛、生物制品等行业。其中，病菌污染引起痢疾、伤寒、霍乱等传染病；病毒污染引起小儿麻痹、传染性肝炎等；寄生虫污染引起血吸虫病、姜片虫病等。