自然環境包括水環境對污染物質都具有一定的承受能力，即所謂環境容量。水體能夠在其環境容量的范圍內，經過水體的物理、化學和生物的作用，使排入污染物質的濃度和毒性隨時間的推移，在向下游流動的過程中自然降低，稱之為水體的自凈作用。也可簡單地說，水體受到污染后，靠自然能力逐漸變潔的過程稱為水體的自凈。
水體的自凈過程很復雜，按其機理劃分有：
（1）物理過程。其中包括稀釋、混合、擴散、揮發、沉淀等過程。水體中的污染物質在這一系列的作用下，其濃度得以降低。稀釋和混合作用是水環境中極普遍的現象，又是比較復雜的一項過程，它在水體自凈中起著重要的作用。
（2）化學及物理化學過程。污染物質通過氧化、還原、吸附、凝聚、中和等反應使其濃度降低。
（3）生物化學過程。污染物質中的有機物，由于水體中微生物的代謝活動而被分解、氧化并轉化為無害、穩定的無機物，從而使濃度降低。
總之，水體的自凈作用包含著十分廣泛的內容，任何水體的自凈作用又常是相互交織在一起的，物理過程、化學和物化過程及生物化學過程常常是同時同地產生，相互影響，其中常以生物自凈過程為主，生物體在水體自凈作用中是最活躍、最積極的因素。例如：河流對污染物的凈化過程大致如下：當污染物質排入河流后，首先被流水混合、稀釋擴散，比水重的粒子即沉降堆集在河床上；接著可氧化的物質被水中的氧所氧化；有機物質通過水中微生物的作用進行生物化學的氧化分解還原成無機物質；與此同時，河流表面又不斷地從大氣獲得氧氣，補充水中被消耗掉的溶解氧；陽光可以殺死病原微生物；…。這樣經過一段時間，河水流到一定距離后就恢復到原來的“清潔”狀態。水的自凈能力與水體的水量、流速等因素有關。水量大、流速快，水的自凈能力就強。但是，水對有機氯農藥、合成洗滌劑、多氯聯苯等物質以及其它難于降解的有機化合物、重金屬、放射性物質等的自凈能力是及其有限的。
