Malgré les efforts déployés pour protéger la qualité de ces ressources en eau potable, un certain nombre de contaminants chimiques et microbiologiques d'origine anthropique se retrouvent dans l'eau et nécessitent des traitements spécifiques pour garantir la qualité et la sécurité sanitaire de l'eau distribuée. Les pollutions touchent aussi bien les eaux souterraines et les eaux de surface, même si elles sont souvent différentes. À Eau de Paris par exemple (l’établissement publique responsable de la production et de la distribution de l'eau potable pour l'ensemble de Paris intramuros) la ressource en eau est issue à parts égales des eaux de surface et des eaux souterraines, traitées de façon différentes.

Les avancées technologiques récentes dans le domaine de l'analyse de l'eau, telles que les spectromètres de masse toujours plus performants ou l'introduction de techniques de biologie moléculaire, ont profondément modifié la manière dont les contaminations sont identifiées et quantifiées. Cela a conduit à un renforcement des processus de traitement afin de répondre à ces nouvelles préoccupations. À travers plusieurs exemples, que ce soit en chimie (suivi des métabolites, par exemple) ou en microbiologie (notamment la surveillance des pollutions virales), nous examinerons comment les usines de traitement de l'eau se sont adaptées pour éliminer ces composés récemment identifiés et comment ces nouvelles méthodes analytiques ont été intégrées dans les pratiques de suivi de la qualité de l’eau.