Działania techniczne i organizacyjno-prawne, których celem jest zachowanie lub przywrócenie wodom naturalnym pełnej przydatności jakościowej oraz utrzymanie równowagi bilansu wodno-gospodarczego kraju. Podstawę prawną ochrony wód przed zanieczyszczeniem stanowi prawo wodne, którym jest zbiór przepisów określających m.in.: zasady klasyfikacji wód w zależności od stopnia ich zanieczyszczenia, warunki odprowadzania ścieków do wód powierzchniowych i kanalizacji miejskiej, kary nakładane na zakłady odprowadzające do wód nadmierne ilości zanieczyszczeń, zasady ustanawiania stref ochronnych ujęć i źródeł wody.Wody naturalne w Polsce dzieli się na 3 klasy czystości; podział ten stanowi podstawę ochrony wód. Warunkiem zakwalifikowania wody do danej klasy jest nieprzekroczenie ustalonych dla tej klasy wartości wszystkich wskaźników zanieczyszczenia (zanieczyszczenia wód). Do I klasy czystości zalicza się wody, które mogą być używane do hodowli ryb łososiowatych, a po uzdatnieniu do picia; w II klasie znajdują się wody nadające się do hodowli ryb, zwierząt gospodarskich, rekreacji; III klasa czystości obejmuje wody przeznaczone do niektórych celów przemysłowych i rolniczych. Wody, które nie spełniają wymagań III klasy czystości mogą być użytkowane tylko do żeglugi.Najskuteczniejszą formą ochrony wód powierzchniowych przed zanieczyszczeniem jest redukcja ilości ścieków i ich oczyszczanie (ścieków oczyszczanie). Prawo wodne ustala maksymalne wartości wskaźników zanieczyszczenia ścieków oczyszczonych odprowadzanych do wód lub do ziemi. Spełnienie tego warunku nie wystarcza do uzyskania pozwolenia na odprowadzanie ścieków wtedy, gdy ich ilość jest duża i w związku z tym duży jest ładunek odprowadzanych zanieczyszczeń lub istnieją warunki techniczne do lepszego oczyszczania ścieków. Stopień oczyszczenia ścieków oraz ich jakość ustala się tak, by woda odbiornika po przyjęciu zanieczyszczeń zachowała założoną klasę czystości. Na zakłady przemysłowe odprowadzające nadmierne ilości zanieczyszczeń nakładane są kary pieniężne. Organem uprawnionym do kontroli w tym zakresie jest Państwowa Inspekcja Ochrony Środowiska.Zanieczyszczenia organiczne nietoksyczne stanowią dla wód mniejsze zagrożenie, gdyż ulegają biochemicznemu rozkładowi. Proces ten, zwany samooczyszczaniem wód, powoduje spadek stężenia tlenu w wodzie; jest on stopniowo kompensowany naturalnym procesem reaeracji. Ilość zanieczyszczeń doprowadzana ze ściekami do wody nie może spowodować deficytu tlenowego, tj. spadku stężenia tlenu poniżej 4 mg/dm3, gdyż w tych warunkach następuje obumieranie i rozkład (gnicie) organizmów wodnych, prowadzące do dalszego zanieczyszczenia wody. Ustalenie dopuszczalnego obciążenia odbiornika ściekami lub określenie zdolności samooczyszczania się wody odbywa się na podstawie bilansu tlenowego sporządzanego dla odbiornika po ustaleniu zależności między zawartością tlenu a czasem trwania samooczyszczania na danym odcinku rzeki. Proces samooczyszczania można wspomagać sztucznym napowietrzaniem w tzw. oczyszczalni rzecznej.Stan czystości wód można poprawić przez wprowadzanie nowych, czystszych technologii, zmniejszających ładunek zanieczyszczeń w ściekach, przez racjonalne stosowanie pestycydów oraz zastępowanie pestycydów toksycznych i trwałych mniej toksycznymi i łatwiej rozkładalnymi, przez produkcję substancji powierzchniowo czynnych ulegających biodegradacji, nieodprowadzanie wód podgrzanych bezpośrednio do zbiorników wodnych.Zanieczyszczeniu szczególnie chronionych wód – wód podziemnych – zapobiega się m.in. przez właściwą lokalizację i eksploatację wysypisk odpadów. Prawo wodne zabrania odprowadzania ścieków, nawet oczyszczonych, do wód podziemnych.Podstawą realizacji zadań w dziedzinie ochrony wód jest opracowywanie perspektywicznych planów obejmujących całokształt zagadnień oczyszczania ścieków (z nawiązaniem do wymagań poszczególnych użytkowników wód, łącznie z wyborem najwłaściwszych sposobów i urządzeń do oczyszczania) oraz kompleksowe i długoterminowe prognozowanie korzystania z naturalnych zasobów wodnych kraju przy uwzględnieniu potrzeb całej gospodarki. Zob. też wodna gospodarka.
