Embora ocorra naturalmente, a água de nascente pode conter químicos que podem causar danos. A maioria da água de nascente é derivada de poços subterrâneos, que podem ser contaminados por químicos que se infiltram pelo solo proveniente da agricultura e outras fontes. A maioria dos químicos encontrados está abaixo de níveis tóxicos, e pouco se sabe sobre os potenciais riscos à saúde. Ainda assim, empresas que vendem água de nascente engarrafada precisam ser vigilantes na detecção e remoção de químicos.
Ftalatos são químicos usados principalmente para amolecer plástico. Quase três milhões de toneladas de ftalatos são produzidas anualmente. Eles podem contaminar a água de nascente comercial durante o processo de engarrafamento, mas também são encontrados diretamente na água subterrânea, onde são parcialmente dissolvidos. A contaminação por ftalatos pode ser encontrada em água localizada próxima a lixões. Biologicamente, os ftalatos podem imitar funções hormonais, causando interrupção nas atividades corporais regulares. Também estão ligados a baixas contagens de espermatozoides, desenvolvimento fetal masculino anormal e podem possuir propriedades cancerígenas.
Áreas agrícolas são vulneráveis à contaminação química da água subterrânea local. Agroquímicos usados como fertilizantes e pesticidas penetram no solo e ficam armazenados em fontes de água subterrânea. Agroquímicos incluem organoclorados, triazinas, organofosfatos e hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (HAPs). Organofosfatos são o agroquímico mais abundante encontrado. A exposição materna a agroquímicos como atrazina está associada a complicações na gravidez, incluindo gastrosquise, um defeito congênito onde órgãos internos crescem fora do abdômen fetal.
Hormônios esteroidais como estrogênio são injetados em alguns animais de fazenda para aumentar o ganho de peso e reduzir necessidades alimentares. São excretados nas fezes dos animais e entram no sistema hídrico quando usados como esterco na agricultura. Estima-se que a excreção total de hormônios por animais de criação nos EUA ultrapasse 330 toneladas métricas por ano. Estrogênios e outros hormônios esteroidais em águas superficiais estão ligados à interrupção de funções reprodutivas de organismos aquáticos como peixes, sapos e tartarugas.
Farmacêuticos comuns como ibuprofeno e seus metabólitos foram identificados em água subterrânea e água de torneira tratada. A principal fonte de contaminação farmacêutica vem de estações de tratamento de esgoto. Quase metade de todos os americanos usa medicamentos prescritos e uma em cada seis pessoas tem três ou mais prescrições. Pouco se sabe sobre os efeitos tóxicos da exposição a longo prazo a farmacêuticos no meio ambiente.