并非所有水中之混合物质均属污染物，而其净化之需求程度取决于各种不同使用场所和用户而定。一般而言水中之不纯物测定及分析可分为定性分析、定量分析和单元分析三种。
1.定性分析
定性分析系了解水中一些较明显的物理性，包括了下列各项目：
（1） 浊度（NTU）
浊度包括悬浮在水中较小的有机物和无机物。这些微粒会造成水质混浊，影响光线之散发。浊度单位系表示光束能通过溶液之程度。其单位为NTU（Nephelometric Turbidity Unit）。浊度只能表示水中悬浮物质固体颗粒有多少，而无法测定水中溶解性或杂质之含量。
（2）污泥密度指数（SDI）
浊度和污泥密度指数（Slit Density Index，SDI）均是表示悬浮物质含量的项目，SDI是针对不易过滤及分离的胶状物多寡而加以量测，值愈高表示水质愈不佳。胶状物的形成是因水中之离子聚集在固体颗粒周围。可形成胶体之颗粒包括矽化铝、氧化铁、黏土、氢氧化铝、细菌、藻类、微生物及腐质酸等。
（3）味道
味道一般不能准确的被用来测定杂质含量，若喝水时水中有怪味道，说明水中可能存在着有害的污染物质。
（4）颜色
颜色是由有机物所产生，其虽不一定有害健康，但明确存在着一定量的杂质，并使视觉产生不好的感觉，其可用已知的有色溶液瓶做目测比较。
（5）气味
鼻子是最敏感的嗅觉工具，有经验或经训练过的人员能测PPb级浓度的气味。气味是最早告知我们物质已受污染之警号，无论它是否对人体有害。
2.定量分析
定量分析是以仪器测量水中之成份，是纯水处理分析使用最主要之方法。其可分为：
（1）酸碱值（PH 值）
溶液的酸碱性是以PH值测定，PH值能测量水中氢离子之浓度，其范围为0~14，如果氢离子与氢氧离子的浓度相等，则PH值为7，表示此溶液是中性溶液。PH 值小于7则为酸性，PH值大于7则为碱性。每一单位均表示10倍关系，如PH 值为6之酸性浓度是PH值为7之10倍，PH值为5是PH为7之一百倍。
（2）总固体数
总固体数（Total Solid，TS）是总溶解固体数（TDS）及总悬浮固体数（TSS）之和。TDS 是指水中溶解的无机物和有机物之总量，其使用单位为Ppm或毫克/公升，其数值经验公式为电导度乘以0.5。
（3）导电度与电阻值
导电度是指水溶液导电的能力，其和水溶解的溶质种类及多寡有关，常用之单位为 Micromho/cm（μΩ/cm）或 Micro Siemens/cm（μs/cm）。而电阻值则为导电度的倒数，单位为百万欧姆-厘米（MΩ-cm），一般水之导电度较高，因此均用导电度表示，而纯水或超纯水因导电度较低，故以电阻值表示，超纯水通常电阻值在107Ω-cm，习惯上以18.2MΩ表示。导电度与电阻值皆和温度有密切关，在25°C时电阻值为18.24MΩ-cm，但同样水在70°C时，其电阻值则为2.9MΩ-cm。表2-1及表2-2所示分别导电度、电阻值和可溶性固体之相互关系表以及导电度、电阻值与温度之关系表。
（4）微生物污染
微生物分为有生命和无生命二种，有生命之生物如有合适之条件可迅速繁殖：而无生命物质是从有生命之生物中分离或产生出来的。
（5）细菌群体
水中细菌污染是用每毫升中所含有机微生物总数或用每100毫克所含之群体数来加以表示。
（6）总有机碳量（Total Organic Carbon,TOC）
TOC是测量水中生物污染的指数参数，单位为毫克/升（mg/l）或ppm表示。TOC为高科技产业所用纯水中之一重要品质量测指标。
（7）生化需氧量（Biological Oxygen Demand,BOD）
BOD是测量水中有机物污染的参数，以毫克/升（mg/l）或ppm 表示。BOD 表示含有机物的水中，微生物繁殖所需的新陈代谢耗氧的数量。
（8）化学需氧量（Chemical Oxygen Demand,COD）
COD是测量水中有机物化学氧化所需氧的数量，其单位同BOD。
3.单元分析
单元分析是指可通过水样分析技术的确定数量之物质。其可分为：
（1） 硬度
水中所含有的钙离子和镁离子数称为水的硬度，常用之单位为 ppm as CaCO3。自然界中之水依硬度之高低大致可分为软水（硬度小于60ppm），中度硬水（61~120ppm），硬水（121～180ppm）和高度硬水（180ppm以上）四个等级。硬度可依能否加热给于去除分为暂时硬度和永久硬度。暂时硬度主要成分为碳酸钙，可于加热或浓缩过程中结晶而形成沉淀物，此结晶沉淀析出之现象称为结垢。永久硬度指钙、镁之氯化物、硫酸盐等无机盐，其不会因加热或浓缩而结晶沉淀。
（2）铁离子
铁为一常见之杂质，其占地球外壳成份之5％，是为最难消除的杂质之一。铁能将二价铁转变为不溶性的三价铁。在溶液中二价铁和钙、镁等离子作用，使水产生硬度。当氧化发生时，二价铁转化成三价铁，使水变成红棕色，此即生锈现象，此现象将造成水管之堵塞。
（3）二价锰离子
二价锰离子之性能像铁，但不像铁经常存于水中，二价锰会形成暗黑色沉淀。
（4）硫酸根离子
一般低浓度之硫酸根不会影响水质，但高浓度则会产生强烈的气味和腐蚀作用。
（5）二氧化氮
一般二氧化氮均是天然的，但如在供水中出现，表示有人为污染，此污染通常来自动物之排泄物。
（6）氯气及氯化物
氯气在供水中（尤其是自来水系统）是作为灭菌之用，一般含量在0.1~0.7ppm间，氯与水溶解并相互作用产生塩酸和次氯酸，当PH值为≥7时，氯如同次氯酸一样是一种强氧化剂；当 PH 值小于7时，塩酸和次氯酸则为一良好之消毒剂。氯通常以氯胺之形式存在。氯与氨相互作用而使水质保持稳定，但由于氯的味道不受人们欢迎，同时也易形成少量之三卤甲烷，形成致癌物质而影响使用者之健康。
（7）钠离子
钠离子存在盐溶液（如氯化钠、碳酸钠）中，通常作为水软化工业中去离子的副产品，钠离子本身除了会增加水中之导电度外，本身并无水质影响问题，但当钠离子和气离子或氢氧离子结合时，它能腐蚀锅炉，在高浓度下更能腐蚀不锈钢。
（8）可溶解性气体
可溶解于水之气体有多种，较重要且常见的如下：
1.二氧化碳：可溶性二氧化碳会形成碳酸，降低水之PH值，并腐蚀水管，尤其是蒸气管和冷凝水管。
2.氧：氧在浓度约 13ppm 时才会溶解于水中，此时会腐蚀水管、锅炉甚至热交换器系统。
3.硫化氢：硫化氢带有浓厚的臭鸡蛋味道，使人产生作呕之不舒服感觉。
（9） 重金属
重金属存在于水中，除了增加导电度影响水质外，达到一定量时对人体会产生严重的健康问题，此在医药、食品之使用是须特别注意之因素。
