饮用水水质对人体健康的影响主要表现在三个方面：一是微生物学危害，二是化学性危害，三是感官性危害。
普通居民和公众最最关心并且最先感受到的往往是感官性危害。其实，感官性危害并不是第一位影响社会、公众和人体健康的。比如说：水龙头打开以后会流出红水，老百姓发现后会恐慌不安，其实大可不必。因为“红水”主要是因为含有铁锈，喝一点点对人体健康的影响并不是很大。相比之下，微生物和化学物对人体健康的危害是比较重要的，会从传染病、癌症、类雌性激素与生育能力、矿物元素对健康的影响、重金属对健康的影响等方面对人体健康产生危害。
饮用水与传染病
通过饮用水暴发、流行和传播的传染性疾病（介水传播传染病）不仅是饮用者和公众密切关注的问题之一，同时也是饮用水行业和水处理工艺流程中高度关心的一个问题。介水传播传染病主要包括了细菌性传染病、病毒性传染病和原虫性传染病。因此，传染病始终是饮用水安全中要首要关注的问题，人们对水致传染病的关注在饮水安全的研究中也总是放在第一位的。   
以前没有水处理的时候，霍乱对人类的威胁非常大。17-18世纪时期，霍乱在西方比较普遍；上个世纪60年代从印尼开始传到印度、东亚、前苏联的霍乱疫情，造成了几十万人死亡；2000年5月，在加拿大由于饮水消毒系统发生故障，5300人的小镇有2000多人感染了霍乱，其中7个人死亡。加拿大这起疫情对西方发达国家是一个很大的震动，在那么好的条件下也同样会存在水质微生物污染的问题。
在预防饮用水引发传染病方面，加氯消毒是一个有效的手段。2003年美国工程院有一个调查，20世纪评选的20个重大工程进展中水处理排在第四位，所以水处理对于改善人类的身体健康起到了很大的作用，主要是控制了细菌性传染病的暴发和流行。
细菌性传染病很多，主要的埃希氏大肠杆菌，这对人和动物都是常见的；著名的O157：H7，释放出胞外毒素，能引起严重的出血性腹泻；还有空肠弯曲杆菌、沙门氏菌、志贺氏菌，这些都会引起腹泻、发烧等疾病。
现在比较新的传染病源是原生动物，原生动物有一个特点就是抗氯性比细菌要强，隐孢子虫、贾第虫、圆孢子虫等都会导致原虫性传染病。
另外一个是病毒，而且病毒很难检测。在国内，曾有单位做过一些城市的管网研究，发现其中有线病毒，而且线病毒是较难控制的，这对饮用者和行业来说是一个很大的警示。
饮用水与癌症
肿瘤和癌症通常需要很长时间的积累，经过十年、二十年，甚至更长时间才会有病变，一旦发生病变再去控制就很难了。所以从这个意义上来讲，癌症并不比微生物的危害弱，因为微生物发现后可以控制，但是癌症发现不了，它所起的作用是潜在和缓慢的。
确定致癌物的方法有三个试验，一是细菌致突变试验，二是动物诱癌试验，三是人类流行病学的调查。
我们饮用水当中存在的致癌物有三类：第一类是水体中天然存在的砷、石棉和放射性物质。第二类是人造污染物进入人体的，比较典型的是硝酸盐，硝酸盐本身是不会致癌的，它是在人体中会产生亚硝胺，亚硝胺是一个致癌物，现在国家标准中硝酸盐含量下降到10毫克/升；此外还有有机物，有机物种类特别多，其中包括很多的致癌物，它们和人体的健康是直接相关的。第三类是在水处理过程中产生的物质，比较典型的是三卤甲烷和卤乙酸。
饮用水与类雌性激素
类雌性激素又称环境雌激素，是内分泌干扰素的一种。早在50年代，欧洲就发明一种药来控制自发性流产，但到60年代的时候就发现问题了，使用这种药控制自发流产的妇女所生出的小孩发育都比较迟缓，同时女性自身的特征也发生了较大变化，经过研究发现，那个药中含有类雌性激素，这种激素干扰了人体本身的内分泌系统。类雌性激素容易在动物脂肪内累积，可影响到胚胎的发育。
人类生产的大量类雌性激素化合物通过各种渠道最终会进入水体，对饮用水源造成污染，同时也污染了水中的鱼和其他动物。刘文君教授还指出，类雌性激素化合物被怀疑是造成人的生育能力下降和性器官异常的主要或部分原因，可能还对女性乳腺癌、子宫内膜异位症，男性前列腺癌等疾病有影响。
此外，饮用水的硬度及重金属对人体健康与疾病也存在影响。研究发现，饮用水硬度与心血管病发病率呈负相关关系，硬度太低了会引起心血管病，因为矿物元素可以补充维持心脏和血管正常功能必不可少的成分。水的硬度取决于钙镁离子的含量，钙离子和镁离子是人体许多日常功能都需要。镁浓度低会导致心跳不正常、脉络紊乱、血管痉挛、关键器官供血不足；而维持钙的高摄入量可预防骨质疏松。而水中的铅、铜、铝、汞等重金属通常浓度不高，很少引起急性中毒，其对健康的影响通常表现为对神经系统的长期和慢性的损害。