Przy ocenie stopnia zanieczyszczenia wód stosuje się dwie zasadnicze metody: fizyko-chemiczną, polegającą na badaniu zawartości tlenu i określonych związków chemicznych, odczynu wody i takich fizycznych własności wody. jak mętność, barwa, zapach i temperatura, oraz biologiczną. W badaniach można się posługiwać albo metodą opisowo-analityczną, badając skład gatunków, ukształtowane zbiorowisk i ich zmiany, albo metodami doświadczalnymi za pomocą których ocenia się możliwości rozwoju i sposoby zachowania się organizmów lub całych populacji pod działaniem pojedynczych czynników środowiskowych (np. różnego typu i stopnia zanieczyszczeń) lub ich kompleksów Ważnym elementem metody biologicznej są również badania bakteriologiczne, polegające m. in. na przeliczaniu kolonii bakterii na pożywkach i oznaczaniu tzw. miana coli. Biologiczne metody opierają się na założeniu, że warunki życia i jako przejawy pozostają ze sobą w ścisłym związku przyczynowym. Badania biologiczne połączone są zwykle z badaniami chemicznymi, gdyż dopiero połączenie tych punktów widzenia daje pełny obraz zanieczyszczenia środowiska.
Z metod biologicznych najszerzej stosowana jest metoda systemu saprobów, wywodząca się jeszcze z początku naszego stulecia a opracowana przez Kolwitza i Marsona. Za kryterium oceny zanieczyszczania przyjmuje się zmiany występowarua organizmów wskaźnikowych w wodach zanieczyszczonych, obserwowane od ujścia ścieków od wody aż do miejsca, w którym następuje ich całkowite zmineralizowanie. Organizmy występujące w wodach zanieczyszczonych nazywa się sapróbami od greckiego słowa „sapros” - gnijący, w odróżnieniu od „katarobów" - organizmów wód czystych.
Badania chemiczne i biologiczne wód dają zgodne wyniki w skrajnych przypadkach - w wodach silnie zanieczyszczonych i najczystszych. Zwykle dane biologiczne dają bardziej wyrównany obraz niż chemiczne, dlatego konieczna jest na tym polu współpraca biologa i chenuka. Biologiczne badania czystości wód uwzględruają zbiorowiska organizmów’, które lepiej odzwierciedlają zmiany zanieczyszczeniowe niż pojedyncze gatunki wskaźnikowe, toteż coraz częściej właśnie zbiorowiska przyjmuje się za podstawę oceny.
Stopień zanieczyszczenia wód określa się za pomocą wskaźników zanieczyszczenia. Są to stężema zanieczyszczeń (wyrażone w miligramach substancji w 1 dm3 wody) oraz iruie parametry, których wartość jest miarą stężema określonych rodzajów zanieczyszczeń. Jednym z najważniejszych wskaźników zanieczyszczerua wód powierzcluuowych jest stężenie rozpuszczonego tlenu, które może przyjmować muumalną wartość 8,9 mg/dm3. Mniejsze stężenie tlenu świadczy o zanieczyszczeniu wód związkanu organicznymi, rozkładalnymi biochemicznie. Spadek stężema tlenu poniżej 4 mg/dm3 pow-oduje obumieranie wielu orgaruzmów wrodnych. burymi wskaźnikami zarueczyszczenia wód naturalnych są: biochemiczne zapotrzebowanie tlenu, będące rtuarą zawartości rozkładalnych biochemicznie związków organicznych; ponadto chemiczne zapotrzebowanie tlenu jest rtuar ą zawartości wszystkich związków organicznych; obecność zawiesin mineralnych i organicznych a także me organicznych i organicznych związków azotu, fosforu. Wartości wskaźników zarueczyszczenia rzek zależą w dużym stopniu od przepływu wody. Prócz sposobów oceny zarueczyszczenia wód opartych na wskaźnikach fizycznych i chemicznych (otrzymywanych w wyniku analizy fizycznej i chemicznej wód) stosuje się metody badaiua stanu biologicznego wody.
Najczęściej jest stosowuny tzw. system saprobowy, wy korzy stujący wyniki analizy hydrobiologicznych wód. W zależności od składu organizmów' wodnych wody dzieli się na: oligosaprobowe czyste. mezosapiobowre średnio zanieczyszczone i polisaprobowe silnie zanieczyszczone. Analiza bakteriologiczna dostarcza informacji o ilości i rodzaju bakterii obecnych w wodzie. Proces usuwania zanieczyszczeń z wody do poziomu umożliwiającego stosowanie jej do określonych celów nosi nazw’ę uzdatniania wody.