A água é um óxido neutro que forma hidróxidos e hidrogênio com metais e ácidos eletropositivos com óxidos não-metálicos. A água natural, assim como a chuva, jamais é pura, contendo sempre substâncias dissolvidas. O calcário é responsável pela dureza da água no subsolo.
A fonte mais abundante, água do mar, necessita ser dessalinizada antes de poder ser usada para beber, irrigar ou para propósitos industriais. Dos estimados 1,43 x 1021kg de água da Terra, 97,4% estão nos oceanos, 2,0% nas calotas polares e apenas 0,6% constitui a água doce. Os rios despejam 3,7 x 1016kg/ano de água nos oceanos.
A água é fornecida por uma rede de tubulações cuja capacidade deve estar à altura das necessidades domésticas, industriais e agrícolas, e ao mesmo tempo levar em conta perdas devidas a vazamentos.
O consumo médio de água pode variar de cerca de 740 litros diários, per capta, em cidades norte-americanas, até 1 litro diário per capta em partes da Etiópia ou da Somália. O pico de consumo pode alcançar até 350% da média anual.
A água é fornecida por fontes superficiais e subterrâneas. Os reservatórios localizados em terras altas distantes das cidades exigem aquedutos de grandes comprimentos; entradas para a água dos rios e lagos usualmente têm um reservatório local para fornecer o suprimento adequado quando os níveis de água são baixos e permitem o seu fechamento para impedir poluição temporária.
As aquíferas (rochas que contêm água) profundas são aproveitadas por meio de poços e muitas vezes fornecem água de melhor qualidade. O primeiro estágio do tratamento de águas é armazenar a água não tratada em um reservatório, onde a ação combinada da sedimentação (precipitação por gravidade de substâncias em suspensão) e da luz ultravioleta e visível elimina substancialmente as bactérias.
Entretanto, no verão, em áreas de temperatura alta podem surgir algas em águas ricas em nutrientes. Para combater isto, a filtragem lenta com areia tem sido usada desde o início do século 19. Isto depende de uma combinação de filtragem direta e da ação bacteriana no interior das camadas superiores do leito de areia.
Filtros modernos mais rápidos empregam tratamentos químicos, particularmente com sulfato de alumínio, para coagular sólidos em suspensão antes que estes sejam removidos por um clarificador. A água é comumente desinfetada com cloro, embora isto possa provocar um gosto desagradável quando certas substâncias orgânicas estão presentes.
Depois do tratamento, a água é armazenada em um “reservatório de serviço”, que pode ser uma cisterna fechada subterrânea, nas regiões elevadas, ou, em regiões planas, uma caixa d’água. Isto garante alguns dias de suprimento e, devido à sua altura, exerce a pressão necessária para a distribuição local.