يقصد بالتلوث البيولوجي وجود كائنات حية مرئية أو غير مرئية بالعين المجردة- نباتية كانت أو حيوانية في البيئة المائية العذبة أو المالحة – السطحية أو الجوفية. 
والتلوث الذي يحدث للماء غالبا يكون بفعل  بعض انواع الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض، مثل البكتريا والفيروسات والطفيليات والطحالب والاوليات , أو بفعل الكائنات الحية المائية النباتية والحيوانية التي تتواجد في المياه . وتنتج الملوثات من الكائنات الممرضة في الغالب، عن اختلاط فضلات  الأنسان  والحيوان بالماء، بطريق مباشر عن طريق صرفها مباشرة في مسطحات المياه العذبة، أو المالحة، أو عن طريق غير مباشر عن طريق اختلاطها بماء صرف صحي أو زراعي.

 ويؤدي وجود هذا النوع من التلوث، إلى الإصابة بالعديد من الأمراض. لذا، يجب عدم استخدام هذه المياه في الاغتسال أو في الشرب، إلاّ بعد تعريضها للمعاملة بالمعقمات المختلفة، مثل الكلور والاوزون والترشيح بالمرشحات الميكانيكية وغيرها من نظم المعالجة.

كما قد يوجد داخل البيئة المائية مراحل (اطوار) دقيقة (بويضات – يرقات – اطوار معدية) من دورة حياة بعض الكائنات النباتية أو الحيوانية مثل بعض الطفيليات كالبلهاريسيا والدودة الكبدية وديدان القناة الهضمية , وكذلك الحشرات مثل البعوض وغيره. 

اما التلوث بالنباتات والحيوانات المائية فينتج غالبا نتيجة تغير الانظمة والتراكيب البيئية الكيميائية والفيزيائية والبيولوجية فتنمو انواع وتتكاثر بدرجة اكبر من اللازم وتطغي علي انواع اخري , أو تختفي انواع كانت موجودة وسائدة في البيئة المائية , وقد يحدث التلوث بالاحياء المائية عندما تنتقل انواع الي مواطن غير مواطنها الاصلية مثل انتقال بعض الانواع الغريبة الغازية خلال ماء توازن ناقلات البترول من اماكن الي اماكن اخري .

وقد تتفاعل الكائنات الحية الموجودة في الماء مع البيئة المائية بدرجة ما تؤدي الي حدوث خلل معين ( عدم اتزان) بهذه البيئات وهو ما يعرف بالتلوث البيولوجي داخل البيئة المائية .

والكائنات الحية المسببة للتلوث البيولوجي منها ما يري بالعين المجردة كبعض الطحالب والنباتات المائية مثلا , ومنها لا يري الا باستخدام المجهر كالبكتريا واغلب الفطريات , والاوليات الحيوانية (البرتوزوا) , ومنها لا يري الا باستخدام الميكرسكوبات الالكترونية لدقة حجمها مثل الفيروسات .

ومن هذه الكائنات ما ينتشر بصورة اكبر من غيره في بيئات معينة ويرجع ذلك الي طبيعة وحجم تلك الكائنات وانتشار أو ندرة اعداؤها الطبيعين بالاضافة الي التنافس بين الكائنات في البيئة الواحدة .فكلما كان الكائن دقيقا كلما كان انتشاره في العديد من البيئات امر سهلا ويتضح ذلك جليا في حالة البكتريا والفيروسات والفطريات التي تنتشر في الماء والهواء والتربة .فمثلا الجرام الواحد من التربة الزراعية قد يحتوي علي اكثر من 200 مليون خلية بكتيرية بجانب 300 الف فطر ومياه الصرف الصحي الخام يحتوي الستتيمتر المعكب منها علي اكثر من مليون خلية بكتيرية والالاف من الفيروسات والطفيليات  بصرف النظر عن كون هذه الكائنات ضارة أو نافعة. وياتي علي العكس الاوليات الحيوانية والمراحل المختلفة من دورة حياه العديد من الطفيليات ..ففي هذه الحالة تكون احجام هذه الكائنات كبيرة نسبيا ولها طبيعة حياه مختلفة ولذك فمن الصعب ان توجد هذه الكائنات في الهواء , ولكن وسطها البيئي المفضل هو المياه والتربة الرطبة .