天然水中对水质影响最大的有机物是腐殖质，它是由生物体物质在土壤、水和沉积物中转化而成。腐殖质是有机高分子物质，相对分子质量在300~30000，甚至以上。一般根据其在碱和酸溶液中的溶解度划分为三类：①腐殖酸（humicacid)—可溶于稀碱液但不溶于酸的部分，相对分子质量由数千到数万；②富里酸（fulvicacid)—可溶于酸又可溶于碱的部分，相对分子质量由数百到数千；③腐黑物（humin)—不能被酸和碱提取的部分。

在腐殖酸和腐黑物中，C: 50%~60%, N:2%~4%, O: 30%~35%。而富里酸中碳和氮含量较少，分别为C: 44％~50%, N: 1%-3%,O: 44%~50%。不同地区和不同来源的腐殖质的相对分子质量组成和元素组成都有区别。

腐殖质在结构上的显著特点是除含有大量苯环外，还含有大量拨基、醇基和酚基。富里酸单位质量含有的含氧官能团数量较多，因而亲水性也较强。这些官能团在水中可以解离并产生化学作用，因此腐殖质具有高分子电解质的特征，并表现为酸性。

腐殖质与环境中有机物之间的作用主要涉及吸附效应、溶解效应、对水解反应的催化作用、对微生物过程的影响以及光敏效应和碎灭效应等。但腐殖质与金属离子生成配合物是它们最重要的环境性质之一，金属离子能在腐殖质中的装基及羟基间赘合成键或者在两个羧基间赘合，或者与一个羧基形成配合物。

许多研究表明，重金属在天然水体中主要以腐殖酸的配合物形式存在。Matson等人指出Cd、 Pb和Cu在美洲的大湖（Great Lake)水中不存在游离离子，而是以腐殖酸配合物形式存在。不同来源腐殖酸与金属的配合稳定常数，并可看出，Hg和Cu有较强的配合能力，在淡水中有大于90％的Ca、 Hg与腐殖酸配合，这点对考虑重金属的水体污染具有很重要的意义。特别是Hg，许多阳离子如Li十、Na + , Co2+、Mn2+、Ba2+ 、Zn2+、 Mg2+、 La3+、 Fe3+、A13+ 、Ce3+ 、Th4＋都不能置换Hg。水体的pH、 Eh等都影响腐殖酸和重金属配合作用的稳定性。

此外，从1970年以来，由于发现供应水中存在三卤甲烷，对腐殖质给予特别的注意。一般认为，在用氯化作用消毒原始饮用水的过程中，腐殖质的存在，可以形成可疑的致癌物
质—三卤甲烷（THMS) 。

现在人们开始注意腐殖酸与阴离子的作用，它可以和水体中的NO₃- 、SO2-、 PO₄3-等反应，这构成了水体中各种阳离子、阴离子反应的复杂性。

另外，腐殖酸与有机污染物的作用，诸如对其活性、行为和残留速率等的影响已开始研究。它能键和水体中的有机物如PCB、DDT、和PAH，从而影响它们的迁移和分布，环境中的芳香胺能与腐殖酸共价键合，而另一类有机污染物如邻苯二甲酸二烷基酯能与腐殖酸形成水溶性配合物。