污染物可在单独环境要素中迁移和转化，也可超越圈层界限实现多介质迁移、转化而形成循环。

污染物在环境中的迁移主要有机械迁移、物理-化学迁移和生物迁移3种。

根据机械搬运营力可分为：①水的机械迁移作用，即污染物在水体中的扩散作用和被水流搬运。②气的机械迁移作用，即污染物在大气中的扩散和被气流搬运。③重力的机械迁移作用。

对无机污染物而言，是以简单的离子、络离子或可溶性分子的形式在环境中通过一系列物理化学作用，如溶解-沉淀作用、氧化-还原作用、水解作用、络合和螯合作用、吸附-解吸作用等所实现的迁移。对有机污染物而言，除上述作用外，还有通过化学分解、光化学分解和生物化学分解等作用所实现的迁移。物理-化学迁移又可分为水迁移作用和气迁移作用。物理-化学迁移是污染物在环境中迁移的最重要的形式。

污染物通过生物体的吸收、代谢、生长、死亡等过程所实现的迁移，是一种非常复杂的迁移形式，与各生物种属的生理、生化和遗传、变异等作用有关。某些生物体对环境污染物有选择吸取和积累作用，某些生物体对环境污染物有降解能力。生物通过食物链对某些污染物（如重金属和稳定的有毒有机物）的放大积累作用（见生物放大）是生物迁移的一种重要表现形式。

污染物在环境中的迁移受到两方面因素的制约：一方面是污染物自身的物理化学性质，另一方面是外界环境的物理化学条件和区域自然地理条件。

主要是指组成该物质的元素所具有的组成化合物的能力、形成不同电价离子的能力、水解能力、形成络合物的能力和被胶体吸附的能力等。污染物的这些性质与组成该物质的元素的原子的构造，特别是核外电子层的构造有密切关系。原子的电负性、离子半径、电价、离子电势（电价与离子半径的比值）和化合物的键性和溶解度等是影响污染物迁移的最主要的物理化学参数。一般说来，由共价键键合的污染物（如H₂S、CH₄等）易进行气迁移，由离子键键合的污染物（如NaCl、Na₂SO₄等）易进行水迁移。低价离子的水迁移能力大于高价离子的迁移能力，如下列离子的迁移力顺序为：Na⁺＞Ca²⁺＞Al³⁺；Cl^-＞SO₄^2-＞PO₄^3-。由离子半径差别较大的离子构成的化合物迁移能力较大，由离子半径差别较小的离子构成的化合物迁移能力较小。重金属离子由于有较高的离子电势，因而具有较强的水解能力。重金属离子由于有彼此能量相似的（n-1）d、sn和np等电子轨道，这些轨道有的本来就是空着的，有的可以经过“激发”而腾空出来，可容纳配位体所提供的孤对电子，因而易以络离子的形式进行迁移。

影响污染物迁移的外部因素主要是环境的酸碱条件、氧化还原条件、胶体的种类和数量、络合配位体的数量和性质等。环境的酸度和碱度对污染物的迁移有重大影响。大多数重金属在强酸性环境中形成易溶性化合物，有较高的迁移能力，而在碱性环境中则形成难溶化合物，难以迁移。环境的氧化还原条件对污染物的迁移也有巨大影响。有些污染物在氧化环境中有较高的迁移能力，而有些污染物在还原环境中有较高的迁移能力。氧化环境有利于铬、钒、硫的迁移；还原环境有利于铁、锰等的迁移。当环境中存在大量无机或有机配位体，特别是有大量Cl^-、SO₄^2-时可大大促进汞、锌、镉、铅的迁移。当环境中有大量胶体，特别是有大量蒙脱石和难溶性胡敏酸时可大大阻止上述金属的迁移。

在自然环境中，所有影响污染物迁移的物理化学条件均受区域自然地理条件（气候、地形、水文、土壤等）的制约。其中气候条件对污染物迁移的影响最为明显，主要表现为两个最重要的气候因子——热量和水分之间的配合状况，直接影响污染物在环境中化学变化的强度和速度。

污染物在环境中的迁移直接影响环境质量。简单的需氧有机污染物和酚、氰等毒物在迁移过程中被水流稀释扩散和被微生物分解、转化，终至消失，起正面作用；而重金属（汞、镉等）和稳定的有机有毒物质（DDT、六六六等）在迁移过程中，或富集于底泥，成为具有长期潜在危害的污染源，或通过食物链富集于动、植物体内，对人体产生慢性积累性危害，起负面作用。

研究污染物在环境中迁移的方法有物质追踪法、共轭对比研究法、现场试验研究法、模拟试验研究法等。现代分析测试技术的发展为研究污染物在环境中的迁移提供了基本手段。应用数学方程可以更完善地刻画污染物在环境中的迁移运动规律，有助于对这方面的问题进行预测预报。