水除了溶解有一定濃度的礦物質外，還含有一定濃度的氧氣、氮氣、二氧化碳、硫化氫等氣體。水中溶解氧對于魚蝦貝類的生存和維持整個水體生態系統的良性循環具有非常重要的意義。一般說來，溶解氧（DO）濃度隨著大氣壓力增加而增加，隨著水溫的升高而降低。在一定大氣壓力和水溫條件下，水中溶解氧和空氣中O2達到動態平衡（O2的溶解與逸出）時的濃度，即為水中氧的飽和濃度。
當水體受到工業廢水、城市生活污水、農牧漁業廢水污染，這些污染物因被生物氧化消耗水中的溶解氧，導致DO濃度下降，嚴重時可使水質發黑發臭，使水中大量魚蝦貝類窒息死亡。
耗氧物質主要是有機污染物和無機還原性物質。按有機物被氧化難易程度可分為：
1、易被氧化的有機污染物
酚類、醛類、芳香胺、硫醇、硫醚等金屬易被氧化的有機物。例如酚經化學氧化依次生成二酚、醌，并在輔酶A的作用下苯環開裂，生成有機酸。有機酸與輔酶A結合，進一步氧化斷裂，生成乙酸（或甲酸），zui后乙酸再被氧化分解生成CO2和水，達到凈化目的。
2、中等被氧化的有機污染物
乙醇、異丙醇、甲苯、乙苯、硝基苯、烯烴、碳水化合物（如淀粉、糖類、纖維素）等屬于中等被氧化的有機物。
如單糖在細菌和酶的作用下，zui終可分解為CO2和H20。
3、難氧化的有機污染物
飽和烴類（甲烷、乙烷）、鹵代烴類、澳代苯、多氯聯苯（PCBs）、多環芳烴、二德英類及有機氯殺蟲劑等屬于難被氧化的有機物。
由上述可見，有機污染物分解需要微生物、細菌和酶的參與，需要消耗大量的氧。若水中有機物含量少，消耗掉的氧容易從溶解空氣中氧獲得補充，即可保持水生生態系統的良性循環。否則會使水生生態系統受到破壞。
耗氧有機物和無機還原性物質可用化學需氧量（CODcr ）、高錳酸鹽指數（CODMn ）、5日生化需氧量（BOD5）等指標來反映其污染的程度。一個水體、水系或流域受納的CODCr的總量必須在它的自凈能力（容量）范圍之內，水質才能保持在良好狀態下。我國“九五”期間實行了CODcr排放總量控制。2000年比1995年CODcr排放量減少了788萬t，目前排放量為1445萬t。據預測還需要減少CODcr排放量800萬t，我國的各大流域和湖庫水質才有可能達到國家規定的水質標準，可見任務是非常艱巨的。
還有一點需要指出，隨著工業廢水的治理，城鎮人口的增加和人民生活水平的提高，城市生活污水排放量和CODcr的排放量均己超過工業廢水的排放量。另外，農藥化肥污染，畜禽、漁業養殖污染及地表徑流面源污染對水體CODcr的貢獻量也很大，加上總氮、總磷污染了湖庫，使一些湖泊呈現富營養化狀況，在春夏季經常發生藻類暴發的水質污染災害。
