天然水经常与大气、土壤、岩石和生物接触。在运动过程中，大气、土壤、岩石中的许多物质被溶解或挟持，使它们共同参与水循环，成为一个极其复杂的系统。目前已在各种水体中发现了80多种元素。天然水中的各种物质通常根据其性质分为三类:

1)粒径大于100纳米(10-7米)的悬浮物颗粒悬浮在水中，如泥沙、粘土、藻类、细菌等不溶物。悬浮物的存在使天然水变得有颜色、浑浊或有臭味。一些细菌会导致疾病。

2)胶体物质的粒径为100 & mdash1纳米多分子聚合物，在水中是胶体物质。其中无机胶体主要是次生粘土矿物和各种水合氧化物。胶体主要是腐植酸。

3)粒径小于1纳米的物质，是分子或离子在水中的溶解状态，包括各种盐类、气体和一些有机化合物。

天然水中形成各种盐的主要离子是K+、Na+、Ca2+、Mg2+四种阳离子和Cl-、HCO32+、SO42+、CO32+四种阴离子，它们构成了天然水中的八种主要离子。此外，还有铁、锰、铜、氟、镍、磷、碘等重金属和稀有金属、卤素、放射性元素等微量元素。水中溶解的气体包括O2、CO2、N2和H2S、CH4等。在特殊条件下。简而言之，无论哪种天然水，八种主要离子的含量占总溶解物质的95-mdash；90%以上。天然水中各种元素的离子、分子和化合物的总量称为盐度。天然水中各种溶解物质的积累和转化就是天然水的矿化过程。