Esgoto transfronteiriço inclui resíduos que fluem de corpos d'água de um país para outro. Geralmente, país de origem é responsável pelo tratamento; porém, na maioria dos casos ambos contribuem. O manejo adequado reduz riscos de desastres ecológicos, surtos de doenças hídricas e disputas entre países.
Contém lista extensa: fezes humanas/animais, toxinas químicas domésticas/industriais, organismos patogênicos, plásticos, metais pesados. Na maioria dos países, passa por tratamento primário e secundário; em alguns casos, água tratada é reciclada. Mesmo cuidado deve ser tomado com esgoto que cruza fronteiras para evitar poluir outros países.
Países que colaboram no esgoto transfronteiriço são mais eficazes. Ex: Comissão Internacional de Limites e Águas — órgão binacional com jurisdição na fronteira EUA-México, garante tratamento adequado do esgoto trocado. Países com comunicação política ruim enfrentam problemas. Entre Israel e Palestina, milhões de m³ de esgoto lançados no ambiente anualmente, criando mais tensão.
Tratar esgoto transfronteiriço reduz riscos de perigos ambientais ao não contribuir para poluição hídrica. Esgoto não tratado contém sólidos em suspensão que bloqueiam luz solar de plantas subaquáticas, disruptando ecossistemas aquáticos. Também entope brânquias de peixes e aumenta concentração de metais pesados (mercúrio) em peixes e animais marinhos.
Esgoto transfronteiriço pode contaminar águas subterrâneas em países receptores, afetando abastecimento e qualidade da água potável. Contaminação microbiana afeta banhistas e qualidade de frutos do mar (camarão). Aumenta incidência de doenças hídricas: infecções de pele/ouvido, hepatite, meningite, cólera, outras diarreias. Tratar esgoto alivia tais preocupações.