Ô nhiễm nguồn nước xuất phát từ việc các ao, hồ, sông tiếp nhận nhiều loại nguồn thải từ nông nghiệp, công nghiệp và sinh hoạt. Trong khi đó, mức đầu tư cho hệ thống xử lý nước thải chưa đáp ứng yêu cầu.
Nước thải sinh hoạt chiếm trên 30% tổng lượng thải trực tiếp ra các sông hồ hay kênh rạch dẫn ra sông. Theo số liệu tính toán của cơ quan môi trường cho thấy Đông Nam bộ và Đồng bằng sông Hồng là 2 vùng tập trung nhiều lượng nước thải sinh hoạt nhất cả nước.
Vùng Đông Nam bộ với toàn bộ các tỉnh thuộc vùng kinh tế trọng điểm phía Nam, nơi tập trung các khu công nghiệp (KCN) lớn, là vùng có lượng phát sinh nước thải công nghiệp lớn nhất cả nước. Số lượng KCN có hệ thống xử lý nước thải vẫn đang ở mức trung bình (50-60%), hơn nữa, 50% trong số đó vẫn chưa hoạt động hiệu quả.
Theo các nghiên cứu tác động môi trường của cơ quan Tổng cục Môi trường cho thấy: ở ngành công nghiệp dệt may, ngành công nghiệp giấy và bột giấy, nước thải thường có độ pH trung bình từ 9-11; chỉ số nhu cầu ôxy sinh hoá (BOD: Biochemical oxygen Demand - là lượng oxy cần thiết cung cấp cho vi sinh vật để oxi hóa các chất hữu cơ), nhu cầu ôxy hoá học (COD: Chemical oxygen Demand - là khối lượng oxy cần tiêu hao trên 1 lít nước thải) có thể lên đến 700mg/1 và 2.500mg/1; hàm lượng chất rắn lơ lửng... cao gấp nhiều lần giới hạn cho phép. Hàm lượng nước thải của các ngành này có chứa xyanua (CN-) vượt đến 84 lần, H2S vượt 4,2 lần, hàm lượng NH3 vượt 84 lần tiêu chuẩn cho phép nên đã gây ô nhiễm nặng nề các nguồn nước mặt trong vùng dân cư.
Bên cạnh những nguồn thải nêu trên, nước thải nông nghiệp cũng là vấn đề đáng quan tâm hiện nay. Đó là nguyên nhân chính gây ảnh hưởng đến nguồn nước tại những địa phương có nền kinh tế nông nghiệp phát triển mạnh như vùng Đồng bằng sông Cửu Long. Nước thải từ hoạt động nông nghiệp có chứa hóa chất bảo vệ thực vật hay thuốc trừ sâu là thành phần độc hại cho môi trường và sức khỏe con người. Đặc biệt, các khu vực này, đời sống dân cư vẫn gắn với nguồn nước sông, dùng làm nước sinh hoạt hay sử dụng để nuôi trồng thủy sản.
Có nhiều nguyên nhân khách quan và chủ quan dẫn đến tình trạng ô nhiễm môi trường nước như sự gia tăng dân số, mặt trái của quá trình công nghiệp hoá, hiện đại hoá, cơ sở hạ tầng yếu kém, lạc hậu: nhận thức của người dân về vấn đề môi trường còn chưa cao… Đáng chú ý là sự bất cập trong hoạt động quản lý, bảo vệ môi trường. Nhận thức của nhiều cấp chính quyền, cơ quan quản lý, tổ chức và cá nhân có trách nhiệm về nhiệm vụ bảo vệ môi trường nước chưa sâu sắc và đầy đủ; chưa thấy rõ ô nhiễm môi trường nước là loại ô nhiễm gây nguy hiểm trực tiếp, hàng ngày và khó khắc phục đối với đời sống con người cũng như sự phát triển bền vững của đất nước.
Bên cạnh đó, các quy định về quản lý và bảo vệ môi trường nước còn thiếu, cơ chế phân công và phối hợp giữa các cơ quan, các ngành và địa phương chưa đồng bộ, còn chồng chéo, chưa quy định trách nhiệm rõ ràng. Chưa có chiến lược, quy hoạch khai thác, sử dụng và bảo vệ tài nguyên nước theo lưu vực và các vùng lãnh thổ lớn. Chưa có các quy định hợp lý trong việc đóng góp tài chính để quản lý và bảo vệ môi trường nước gây nên tình trạng thiếu hụt tài chính, thu không đủ chi cho bảo vệ môi trường nước.