La gestión de las aguas residuales representa la mayor fuente mundial de contaminación. Los desechos domésticos e industriales se vierten sobre la superficie de las aguas a través de los sistemas de alcantarillado. En algunos casos, los residuos industriales son liberados directamente sobre los ríos y mares.

La calidad de las aguas residuales depende de los contaminantes que están presentes en el agua y de la medida en que este agua es tratada antes de liberarla junto con el resto de vías fluviales.
Las aguas residuales domésticas constan principalmente de papel, jabón, orina, heces y detergentes. Los desechos industriales, en cambio, son variados y dependen de los procesos específicos de las plantas de las que proceden en origen.

Por ejemplo, los metales pesados están asociados con la minería y la fundición. Los cloro fenoles y fungicidas con las fábricas de pasta, los insecticidas con la industria química y las sustancias radiactivas con las centrales nucleares.
En terreno seco, las emisiones de residuos industriales están estrechamente controlados, pero la extracción de petróleo y la extracción de manganeso suelen provocar a menudo vertidos contaminantes directamente en el mar.

Los residuos radiactivos se vierten en el mar en grandes barriles con col objeto de mantenerlos alejados de los centros urbanos, pero a menudo los barriles se deterioran después de un tiempo.
El petróleo en muchas ocasiones, es liberado en el mar a través de petroleros y barcos hundidos. Este tipo de desgracias ocurre con bastante asiduidad en los últimos años.

Los plaguicidas se aplican al agua para controlar las plagas acuáticas.

Las pinturas de los barcos durante los viajes largos sobre el océano suelen  finalmente acabar en el agua.
Durante el período de crecimiento de los cultivos, los nitratos y fosfatos son absorbidos por las plantas, pero cuando las plantas mueren, todo este material es liberado en el suelo y en ocasiones termina alcanzando las aguas.
Salvo en el caso de las deliberadas causas de la contaminación de las aguas, los contaminantes pueden también entrar accidentalmente al medio a través de la deposición atmosférica. Los pesticidas pueden entrar en las aguas fácilmente de esta manera, porque se aplican como gotas o sprays. Los contaminantes presentes en la tierra pueden entrar en las aguas superficiales a través de fuertes lluvias o infiltrarse en el suelo y entrar en las aguas subterráneas.