天然水源，包括地面水和地下水，都含有各种不同的杂质。水源中所含的这些杂质按其颗粒大小及存在的形态可分为悬浮物质、胶体物质和溶解物质三类，水中杂质还可分为无机物、有机物和微生物三类。
悬浮物的主要特征是在动水中呈悬浮状态，在静水中的状态是轻者上浮、重者下沉。地面水中的无机悬浮物主要是泥沙、大颗粒粘土或矿物质废渣等，这些杂质的比重较大，易于下沉。有机悬浮物中大的如水草、小的如某些浮游生物(如藻类、细菌或原生动物)的繁殖和死亡残骸等，也有来自污水中的有机物。水草等颗粒较大的悬浮物容易去除，而颗粒较小的则难以去除。
天然水中的胶体杂质分为无机胶体(硅酸胶体、粘土胶体)和有机胶体(各种蛋白质和腐殖质等)两大类。胶体杂质的特征是在水中相对稳定，静置多时也不会自然沉淀。
天然水中的溶解物质有：以分子状态存在于水中的主要是氧、二氧化碳。以离子状态存在于水中的基本上都是无机盐类溶解于水中的结果，如钙、镁、铁、碳酸根、硫酸根、氯根等。溶解杂质不可能用任何机械方法或凝聚方法去除，它们稳定地、均匀地分散在水中。
由于天然水源的水质和用户对水质的要求存在着不同程度的矛盾和差距，所以我们必须通过先进的水质净化技术，运用可行的科学的水处理方法，使原来含有多种杂质的天然水变为能满足生活或生产要求的水。