Природные воды представляют собой сложные растворы различных веществ. Химический состав воды - это растворенные в ней газы, минеральные соли и органические соединенеия. По сути - это многофазные гетерогенные системы открытого типа, так как в процессе своего круговорота природные воды соприкасаются с различными минералами, органическими соединениями и газами.
 Все компоненты, входящие в состав природных вод, делят на 6 групп:
1. Главные ионы: К, Na, Mg, Ca, Cl, HCO3-, SO4-.
Поступают из горных попрод, минералов, почв, а также из сточных вод.
2. Растворенные газы:O2,N2,H2S,CH4 и др.
3. Биогенные вещества, главным образом соединения азота и фосфора. Источниками являются внутриводоёмные процессы и поступление из атмосферных осадков, промышленных, хозяйственно-бытовых и сельскохозяйственных сточных вод.
4. Микроэлементы: Cu,Mn,Br,F и другие, котрые встечаются в природных водах в очень малых концентрациях.
5. Растворенные органические вещества.
 Эта группа включает органические кислоты, спирты, альдегиды, сложные эфиры, фенолы, гуминовые соединения, ароматические соединения, углеводы, азотсодержащие соединения (белки, аминокислоты, амины) и др.
6. Токсические загрязняющие вещества: тяжелые металлы, нефтепродукты, хлорорганические соединения, синтетические поверхностно-активные вещества, фенолы и др.
 Кроме химических соединений, природные воды насыщены различными микроорганизмами.