溶解在水中的分子態氧稱為溶解氧。天然水的溶解氧含量取決于水體與大氣中氧的平衡。溶解氧的飽和含量和空氣中氧的分壓、大氣壓力、水溫有密切關系。清潔地表水溶解氧一般接近飽和。由于藻類的生長,溶解氧可能過飽和。水體受有機和無機還原性物質污染時,溶解氧降低。當大氣中的氧來不及補充時,水中溶解氧逐漸降低,以全趨近于零,此時厭氧菌繁殖,水質惡化,導致魚蝦死亡。
廢水中溶解氧的含量取決于廢水排出前的處理工藝過程,一般含量較低,差異很大。魚類死亡事故多是由于大量受納污水,使水體中耗氧性物質增多,溶解氧很低,造成魚類窒息死亡,因此溶解氧是評價水質的重要指標之一。