有毒有害污染物主要指重金属和难降解的有机污染物。重金属主要包括汞、镉、铬、铅、钒、钴、钡、铍、砷、硒、镍、锰等。重金属在自然界中一般不易消失，它们能通过食物链而被富集。这类物质除直接作用于人体引起疾病外，某些金属还可能有促进慢性病发展的作用。

重金属类的监测分析方法主要包括原子吸收分光光度法、紫外可见分光光度法、原子荧光光度法和等离子体发射光谱法等。难降解的有机污染物大部分是致畸、致癌、致突变的“三致”污染物，对人体危害极大，主要包括有机氯化合物（包括挥发性和半挥发性有机氯化物），如四氯化碳、氯代苯类、多氯联苯等；有机氯农药类，如六六六、滴滴涕和各种环戊二烯类品种等；有机磷化合物，如有机磷农药中的一硫代磷酸酯类和二硫代磷酸酯类中的内吸磷类农药等；多环芳烃化合物，如苯并[a]芘等；有机氮化合物，芳香胺类；有机氮农药，如氨基甲酸酯类、脒类、硫脲类等；二􀅁英类化合物，如2,3,7,8-四氯代二苯并二􀅁英等；酞酸酯类，如酞酸二丁酯、酞酸二辛酯等；亚硝胺类化合物；有机金属化合物，如有机汞、有机锡、有机铅、有机砷等。难降解有机污染物的监测分析方法包括气相色谱法和液相色谱法及质谱联用技术，中国已发布多项难降解有机污染物的标准分析方法。