Естественные источники загрязнения характерны для поверхностных водоемов рек, озер, водохранилищ и т. п.
Загрязнение воды происходит вследствие процессов разрушения почвы и горных пород; растворения газов из воздуха; солнечной радиации; жизнедеятельности микроорганизмов, зоо- и фитопланктона; колебания температуры воздуха; выпадения осадков и др.
В воду попадают примеси во взвешенном и растворенном состояниях, размеры которых колеблются в пределах от сотых долей микрометра до нескольких микрометров.