Sự nguy hại đến sức khỏe con người do uống nước trực tiếp, do ăn các loại thực phẩm, hoặc do sử dụng nước trong chế biến thức ăn, vệ sinh cá nhân...Có thể phân loại ô nhiễm nước do tác nhân sinh học như sau:

• Virus nhiễm qua đường tiêu hóa: khi nước uống bị nhiễm bẩn virus đường ruột thì 3 bệnh có thể xảy ra thành dịch là viêm dạ dày ruột, viêm gan A & sốt bại liệt. Viêm dạ dày ruột nguồn gốc virus có thể biến đổi theo các mầm bệnh, mà trong đó có nhiều loại nước được phân lập gần đây. Viêm dạ dày ruột thường kéo dài 24 - 72 giờ kèm theo buồn nôn, nôn mửa, tiêu chảy xảy ra ở mọi lứa tuổi. Trầm trọng nhất là trẻ nhỏ và người già khi mà sự mất nước và rối loạn cân bằng điện giải có thể xảy ra nhanh chóng và đe dọa tính mạng nếu như không được xử lý kịp thời. Bệnh viêm gan A thì virus nhiễm qua đường tiêu hóa rồi thải ra phân và nhiễm vào nước. Viêm gan A xảy ra theo kiểu dịch địa phương và thường bộc phát thành các vụ dịch quan trọng. Điều tra dịch tễ học đã chứng minh rằng, các đợt phát dịch gây ra bởi nước bị ô nhiễm do tiếp xúc với nước cống, phân.... Virus viêm gan A có tính đề kháng cao ở môi trường bên ngoài, nó chịu được 60⁰C trong một giờ, cần phải có hàm lượng chlor 1mg/ lít trong 30 phút mới làm bất động được virus. Bệnh sốt bại liệt có sức đề kháng cao ở môi trường bên ngoài, muốn giết virus cần cho vào nước một liều lượng chlor hoạt tính là 0,5mg/ lít thời gian tiếp xúc 1 giờ. Các bệnh nhân và người lành mang trùng thường đào thải virus theo phân trong một thời gian có thể đến 3 tháng; các điều kiện này rất thuận lợi cho việc lây truyền bệnh qua nước uống.
• Virus nhiễm qua đường niêm mạc: đó là Adênovirus, đóng vai trò trong bệnh viêm kết mạc. Các virus này được xem là nguyên nhân gây ra bệnh viêm kết mạc ở các bể bơi công cộng. Ô nhiễm nước và bệnh viêm nhiễm đường sinh dục dưới: nhiều công trình nghiên cứu trong nước cũng như trên thế giới cho biết, khi sử dụng nguồn nước bị ô nhiễm thì nhiều loại tạp khuẩn có thể xâm nhập qua đường sinh dục dưới và gây bệnh viêm nhiễm phụ khoa cho phụ nữ. Ở Việt Nam đã có nhiều công trình nghiên cứu cho thấy các phụ nữ ở nông thôn do phải ngâm mình dưới nước nên dễ bị nhiễm bẩn hoặc sử dụng nguồn nước bị nhiễm bẩn để tắm rửa thì tỉ lệ viêm nhiễm đường sinh dục dưới tăng cao đáng kể.
• Các vi khuẩn nhiễm qua đường tiêu hóa: nhóm vi khuẩn gây bệnh cho người qua đường tiêu hóa thường có những đặc tính sinh học như: nơi cư trú thường là ruột người, hoặc ruột động vật máu nóng; bệnh lây truyền qua phân: trực tiếp từ phân đến miệng hoặc gián tiếp qua trung gian thức ăn mà chủ yếu là nước bị nhiễm phân. Nhóm vi khuẩn này là nguyên nhân gây ra hầu hết các vụ dịch lớn, có nguồn gốc từ nước như dịch tả, dịch thương hàn (do Salmonella) & dịch lỵ trực khuẩn (do Shigella). Việc phòng ngừa và xử lý nước đều hướng chủ yếu vào mục đích là chống lại các nguy cơ nêu trên.
• Các nguyên sinh động vật: trong số nhiều loại nguyên sinh động vật gây bệnh cho người có: Entamoeba histolytica (Rhizopda) gây bệnh amib, Giardia intestinalis (trùng soi, plagellata) và Balantidium coli, cả 3 loại trên đều gây nên rối loạn đường ruột đôi khi khá nghiêm trọng. Chúng được đào thải theo phân ở dạng kén bền vững. Kén của các loài nguyên sinh động vật trên đây có thể tồn tại trong nước từ 2 đến 3 tuần, các loại kén này rất bền vững với các tác nhân tiệt khuẩn thông thường, ngược lại chúng bị cản trở bởi lọc. Muốn tiêu diệt kén phải dùng lượng chlor 5mg/l trong 1 giờ hoặc đun nước trên 60⁰C.
• Giun sán: chu trình sống của các loài giun sán thường phức tạp, đôi khi cần qua vài dạng trên vật chủ trung gian. Nhiều loài giun lây truyền qua nước như: giun đũa, tóc, kim. Do phân nhiễm vào nước, rồi trứng giun nở ra phôi trong nước gặp điều kiện thuận lợi thì nhiễm qua người. Nước đóng vai trò lây truyền bệnh sán cho người, mà đặc biệt quan trọng là các loại sau: Sán máng Schistosomiasis: bệnh này chỉ lây truyền qua nước ngọt bị nhiễm sáng máng, bệnh xảy ra ở các nước nhiệt đới, đang phát triển. Sán máng gây bệnh nặng cho người, đôi khi gây tử vong. Đường da, niêm mạc là đường lây truyền duy nhất. Chỉ một con ấu trùng cũng đủ gây bệnh. Việc cung cấp nước sạch để tắm rửa, sẽ hạn chế tiếp xúc của người với nguồn bệnh. Sán lá gan (Clonorchis sinensis): thường gây bệnh ở vùng ôn đới. Sán ký sinh ở gia súc (cừu, bò, chó, mèo). Trứng nở ra các ấu trùng có tiêm mao sống trong môi trường nước, các phôi này sẽ nhiễm vào các loại nhuyễn thể là ký chủ trung gian. Người và vật bị nhiễm khi uống nước ao hồ, khi ăn rau hoặc cá có mang các kén đó. Sán lá ruột (Fassei-slipsiasis): từ phân người bám dính vào các loại rau trồng trong nước (rau cần,  rau muống...). Nếu người ăn loại rau này (không rửa sạch, không nấu chín) sẽ mắc bệnh sán lá ruột.