Không phải tất cả nguồn nước đều giống nhau. Một số nguồn nước an toàn để uống, một số hỗ trợ sự sống của cá, một số lại quá ô nhiễm để dùng cho cả hai mục đích. Chất lượng nước đo lường mức độ phù hợp của nước cho một mục đích sử dụng cụ thể. Nước uống có các tiêu chuẩn khác với nước dùng cho tưới tiêu hoặc giải trí.

Đạo luật Nước sạch ở Hoa Kỳ, được thông qua năm 1972, đã thiết lập cấu trúc cơ bản để điều chỉnh ô nhiễm nguồn nước. Các luật tương tự cũng tồn tại ở các quốc gia khác. Các nhà khoa học đo lường hàng chục thông số: nhiệt độ, độ pH, oxy hòa tan, độ đục, nồng độ chất dinh dưỡng, vi khuẩn, kim loại nặng, và nhiều hơn nữa. Mỗi thông số cho thấy một phần khác nhau của câu chuyện.

Các chỉ số chất lượng nước thông thường

• Oxy hòa tan: thiết yếu cho cá và sinh vật thủy sinh.
• Độ pH: đo độ axit hoặc độ kiềm.
• Độ đục: sự vẩn đục do các hạt lơ lửng gây ra.
• Nitrat và phosphat: các chất dinh dưỡng có thể gây ra hiện tượng tảo nở hoa.
• Vi khuẩn coliform trong phân: dấu hiệu ô nhiễm nước thải

Chất lượng nước thay đổi theo vị trí và mùa. Một dòng suối trong vắt vào mùa xuân có thể chuyển sang màu xanh do tảo vào tháng Tám. Mưa lớn cuốn trôi các chất ô nhiễm từ đường phố và trang trại xuống sông. Việc kiểm tra thường được thực hiện tại các điểm cụ thể vào những thời điểm cụ thể, điều đó có nghĩa là dữ liệu chỉ là một bức ảnh chụp nhanh, chứ không phải toàn bộ bức tranh. Các chương trình giám sát tốt sẽ lấy mẫu thường xuyên và tại nhiều địa điểm khác nhau.