آب محیطی است که هزاران گونه بیولوژیکی، بخشی یا تمام دوران حیات خود را درآن سپری میکنند. میکروارگانیزم ها(باکتری ها، قارچ ها و جلبک ها) کاتالیزورهای زنده ای هستند که امکان انجام برخی از واکنشهای شیمیایی را درآب فراهم می سازند. بخش کثیری از واکنش های شیمیایی مهم، چون واکنش های مواد آلی و فرآیندهای اکسیداسیون واحیاء، از طریق واسطه های باکتریایی انجام می گیرد.
قارچ ها و باکتری ها به جز باکتری های فتوسنتز کننده تحت عنوان سادهکنندگان در چرخه غذایی دسته بندی میشوند. سادهکنندگان ترکیبات شیمیایی را میشکنند و به انواع ساده تر تبدیل میکنند و به این طریق انرژی لازم برای رشد و سوخت و ساز خود را فراهم میسازند. جلبکها در چرخه غذایی به عنوان تولیدکنندگان دسته بندی میشوند زیرا انرژی خورشید را به صورت انرژی شیمیایی ذخیره می کنند. نیازهای غذایی جلبک ها شامل کربن، نیتروژن، فسفر، گوگرد و مقادیر اندکی از عناصری نظیر سدیم، پتاسیم، کلسیم، منیزیم، آهن و غیره میباشد.
ارگانیزمهای آبزی از لحاظ اندازه و پیچیدگی از کوچکترین میکروارگانیزم ها تا بزرگترین ماهی ها متنوع هستند. همه اعضای جامعه بیولوژیکی تا اندازه ای بر کیفیت آب تاثیر میگذارند و حضور و یا عدم حضور آنها نیز ممکن است دلیلی بر ویژگیهای کیفی منبع آبی باشد. ارگانیزمها همچنین عامل اصلی خودپالایی منابع آب می باشند ولی میزان مشارکت ارگانیزم های مختلف در فرآیند مذکور کاملا متفاوت است.
مهم ترین مکانیزم های بیولوژیکی موجود در آب، ارگانیزمهایی هستند که در ایجاد بیماریها نقش اصلی را ایفا میکنند. بسیاری از گونههای بیماریزا قادرند در آب به حیات خود ادامه داده، برای مدت زمان قابل ملاحظهای خواص بیماریزایی خود را حفظ نمایند. این ارگانیزمهای بیماریزا که منشا آبی دارند در برگیرنده انواع باکتریها، ویروسها، پروتوزاها و کرمهای انگلی میباشند.