一、古老的生物污染
19世纪以前生物污染是水污染中最可怕的，这类污染主要指细菌、藻类、寄生虫等微生物。水体受到它们污染后就能够传播各种疾病，比如伤寒、霍乱。如今尽管大多数国家已经基本控制了生物污染，但在这个问题上，谁也不敢掉以轻心，特别是要防止传染病的暴发流行。
事实上，随着医学、微生物学以及分析测试技术的进步，人们对水体生物污染的认识也在不断深入。
二、沉痛的无机污染
20世纪中期，水体开始受到工业废水、废气的化学污染，其污染物主要是重金属铅、汞、亚硝酸盐等无机物，这些饮用水中的无机污染在当时给不少地区的人们带来了沉痛的灾难。
另外，由于地理地质原因，导致某些地区水源中个别元素过多（或过少），也可能引发区域性疾病。在中国，较严重的是饮水型氟中毒和饮水型砷中毒。每升水中氟化物超过1mg就可能使儿童、青少年的牙齿出现色斑的人数超过30%，如果饮用水中氟化物的浓度过高，会严重影响骨骼发育，使患者不能直立，疼痛不堪。砷中毒主要表现为皮肤损伤、周围神经病变，重者发展为皮肤癌。砷在中国地下水中分布较广。据现有资料估计，中国因饮用水中氟、砷超标而使健康受到影响的人数可能超过2000万。
三、潜在的有机污染
几乎所有的水质专家都认为，当前饮水安全的最大隐患来自有机污染。饮用水中有机污染的来源十分广泛，包括工业污染排放、化肥农药等农业污染以及人类的日常生活。这些有机污染物不仅潜在危害巨大，而且令人恐慌的是它们很多都能躲过传统自来水净化工艺的处理，从而进入人体内。比如，当松花江水受到苯类化合物污染时，当地自来水厂根本没有净化措施对水源中的这类有机物进行处理，进而导致数百万居民饮水出现困难。
事实上，如今目前对付有机污染，技术上并不存在障碍，中国科学院环境水质学国家重点实验室研究员强志民说，活性炭吸附、膜过滤才是可以有效去除饮用水中有机污染物的重要途径。