برخی از مواد شیمیایی از جمله هیدروکربن‌های کلردار ساخت انسان، بسیار پایدار هستند و در محیط زیست باقی می‌مانند. برخی دیگر از این ترکیبات شیمیایی در بدن موجودات زنده تجمع پیدا می‌کنند و به سادگی تجزیه و دفع نمی‌شوند.
اثرات آلودگی بر منابع آبی محصور مانند دریاچه‌ها و حوضچه‌ها بسیار شدیدتر و مداوم‌تر از نهرها و رودخانه‌هاست، زیرا فرآیند طبیعی شسته شدن که در نتیجه جریان آب انجام می‌شود، در این آب‌های محصور وجود ندارد.
آلودگی آب در منابع آب زیرزمینی به علت نبود تجزیه زیستی حتی مداوم‌تر است. فعال‌ترین باکتری‌هایی که مواد شیمیایی را تجزیه می‌کنند، در خاک بالاتر از منابع آب زیرزمینی قرار دارند.
هنگامی که مواد آلاینده وارد آب‌های زیرزمینی می‌شوند، بر خلاف آب‌های سطحی چندان مخلوط ورقیق نمی‌شوند. هنگامی که یک ماده آلاینده وارد خاک می‌شود، بر اثر نیروی جاذبه به صورت عمودی حرکت می‌کند تا به منابع آب زیرزمینی برسد. در این نقطه ماده آلاینده عمدتا در جهت افقی حرکت می‌کند. بعد ماده آلاینده مانند دود خارج‌شده از یک دودکش به صورت سه‌بعدی در آب منتشر خواهد شد. آب زیرزمینی جریان‌های موجی مانند آنچه در آب‌های سطحی وجود دارد، از خود نشان نمی‌دهد. جریان آب در این منابع تابع نیروی جاذبه، فشار و اصطکاک است، بنابراین این آب‌ها بسیار ثابت‌تر از آب‌های سطحی هستند.
مهمترین راه کاهش آلودگی آب آشامیدنی کنترل کردن منابع آلوده‌کننده است. اقدامات پیشگیری‌کننده‌ای مانند تغییردادن شیوه آبیاری و زهکشی در کشاورزی، استفاده از حوضچه‌های دیواره‌دار برای نگهداری فاضلاب‌هایی که قرار است فراوری شوند، استفاده از محفظه‌های ذخیره فاضلاب زیرزمینی (سپتیک تانک) دوجداره می‌توانند آلودگی منابع آب آشامیدنی را کاهش دهند.
