Sau khi chất ô nhiễm xâm nhập vào nước, thông qua hàng loạt tác dụng về vật lí, hoá học, sinh vật nồng độ ô nhiễm sẽ dần dần giảm xuống. Sau một thời gian, nước có thể khôi phục trở lại trạng thái không bị ô nhiễm ban đầu. Khả năng tự điều tiết, làm sạch này của nước ngầm gọi là năng lực tự làm sạch. Những nhân tố ảnh hưởng đến quá trình tự làm sạch của nước có rất nhiều. Đó là: địa hình và điều kiện thuỷ văn của dòng sông, ao hồ, hải dương, v.v…; chủng loại và số lượng vi sinh vật trong nước; nhiệt độ nước và tình hình oxi trong nước; tính chất và nồng độ của chất ô nhiễm.
Cơ chế tự làm sạch của nước bao gồm các quá trình vật lí như: trầm tích, làm loãng hoà tan, v.v…, các quá trình hoá học và lí hoá như oxi hoá hoàn nguyên, hoá hợp phân giải, hấp thụ tích tụ, v.v… và các quá trình sinh hoá. Các quá trình đồng thời phát sinh, đan xen nhau và ảnh hưởng lẫn nhau. Nói chung các quá trình vật lí và sinh vật học chiếm vị trí chủ yếu trong khả năng tự làm sạch của nước.
Khả năng tự làm sạch của nước là có hạn. Khi lượng chất ô nhiễm vượt quá năng lực tự làm sạch của nước thì nước sẽ trở thành có hại cho sức khoẻ con người hoặc phá hoại môi trường sinh thái, gọi là nước ô nhiễm.
Tình hình ô nhiễm nước của Trung Quốc khá nghiêm trọng. Nguyên nhân gây ra ô nhiễm chủ yếu là nước bẩn của đô thị và các khu công nghiệp thải ra, trong đó nước thải công nghiệp là chính. Ví dụ năm 1997, lượng nước thải đạt đến 41,6 tỉ tấn (năm 1994 là 36,63 tỉ tấn), trong đó nước thải công nghiệp chiếm 22,7 tỉ tấn, nước thải sinh hoạt là 18,9 tỉ tấn. Đa số nước thải này chưa qua xử lí đã trực tiếp thải ra gây ô nhiễm sông, hồ.