1. 有毒性和刺激性

化工廢水中含有許多污染物，有些是有毒或有劇毒的物質，如氰、酚、砷、汞、鎘和鉛等，有的物質不易分解，在生物體內長期積累會造成中毒，如有機氯化合物；有些據稱是致癌物質，如多環芳烴化合物等；此外，還有一些有刺激性、腐蝕性的物質，如無機酸、堿類等。

2. 生化需氧量（BOD）和化學需氧量（COD）都較高

化工廢水（特別是石油化工生產廢水），含有各種有機酸、醇、醛、酮、醚和環氧化物等，其特點是生化需氧量和化學需氧量都較高。這種廢水一經排入水體，就會在水中進一步氧化分解，從而消耗水中大量的溶解氧，直接威脅水生生物的生存。

3. pH不穩定

化工生產排放的廢水，時而呈強酸性，時而呈強堿性，pH不穩定，對水生生物、構筑物和農作物都有極大危害。

4. 營養化物質較多

化工生產廢水中有的含磷、氮量過高，造成水域富營養化，使水中藻類和微生物大量繁殖，嚴重時還會形成“赤潮”，造成魚類大批死亡。

5. 廢水溫度較高

由于化學反應常在高溫下進行，排出的廢水水溫較高。這種高溫廢水排入水域后，會造成水體的熱污染，使水中溶解氧降低，從而破壞水生生物的生存條件。

6. 油污染較為普遍

石油化工廢水中一般都含有油類，不僅危害水生生物的生存，而且增加了廢水處理的復雜性。

7. 恢復比較困難

受化工有害物質污染的水域，即使減少或停止污染物排出，要恢復到水域原來狀態，仍需要很長時間，特別是對于可以被生物所富集的重金屬污染物，停止排放后仍很難消除污染狀態。