Τα υδατικά οικοσυστήματα περιέχουν βιοποικιλότητα που είναι απαραίτητη για ένα βιώσιμο παγκόσμιο περιβάλλον. Η EPA αναφέρει ότι η υδατική βιοποικιλότητα παρέχει απαραίτητη πηγή τροφής τόσο για ανθρώπους όσο και για υδατικούς οργανισμούς, καθώς και habitat και περιοχές αναπαραγωγής για υδατικούς οργανισμούς. Δυστυχώς, η μόλυνση μπορεί να χαλάσει αυτούς τους πόρους.
Η ανθρώπινη ρύπανση είναι ένα από τα κύρια αίτια μόλυνσης υδατικών οικοσυστημάτων. Σύμφωνα με το Ίδρυμα Ασφαλούς Ποτού Νερού, υπάρχουν πολλοί διαφορετικοί πηγές ρύπανσης. Αυτοί οι ρύπαντες περιλαμβάνουν ανθρώπινα και ζώα απόβλητα, διαρροή νιτρικών και φωσφορικών, ημιχρωματική ρύπανση, τοξικές χημικές ουσίες όπως πετρελαϊκές διαρροές και ραδιενεργά απόβλητα. Ο μόνος τρόπος για να ελαττωθούν αυτά τα προβλήματα είναι να σταματήσουν στην πηγή τους.
Η ερυθρή ρίπη είναι όρος που χρησιμοποιείται για να περιγραφεί μια μορφή δολόφθορου πλαγκτόν που εμφανίζεται φυσικά παράκτια αλατιστών υδάτων. Το Τμήμα Υγείας και Ανθρωπίνων Υπηρεσιών της Μασσαχουσέτης αναφέρει ότι η ερυθρή ρίπη προκαλείται από ένα mikroσκοπικό πλαγκτόν γνωστό ως διοφλαγελάτες. Όταν ζεστά, ήρεμα νερά συνδυάζονται με χαμηλά επίπεδα αλατιστότητας, αυτά τα πλαγκτόν μπορούν να αναπαραγαγούν πολύ γρήγορα και να προκαλέσουν ερυθρισμική μόλυνση παρεμβατικών θαλάσσιων υδάτων.
Οι ηφαίστειοι μπορούν να παίξουν ρόλο ως φυσικό μόλυνμα υδατικών οικοσυστημάτων. Η Γεωλογική Έρευνα του Καναδά δηλώνει ότι οι ηφαίστειοι μπορούν να προκαλέσουν ρύπανση επιφανειακών υδάτων λόγω σβέστης και μπορούν ακόμα να σκοτώσουν ψάρια. Οι ηφαιστιακές έκρηξεις μπορούν επίσης να οδηγήσουν τόσο σε οξυγόνου βροχή όσο και σε υδατική θέρμανση οξυγόνου ρύπανση.
