Água que foi utilizada em alguma capacidade é chamada de água residual. Problemas associados à água residual variam desde abastecimento inadequado de água até água insegura que representa problemas de saúde. Água residual desvia para canais de água destruindo formas de vida e distorcendo sistemas hídricos. Esgoto líquido é a forma mais comum de água residual doméstica. Não existem soluções definidas para resolver problemas de água residual.
Água residual é frequentemente descartada em rios e córregos. Através de descarga direta, sistemas hídricos são contaminados por solventes ou efluentes domésticos. Poluição por água residual é difícil de combater, pois a água é contaminada rapidamente.
Água residual polui grande segmento de água consumida por humanos e outras criaturas vivas. Poluição de água destinada ao consumo humano leva à escassez de água tanto para uso doméstico quanto industrial, pois a maior parte da água se torna imprópria para consumo humano. Isso muitas vezes força autoridades responsáveis pela gestão da água a recorrer a medidas de racionamento. Escassez e racionamento de água são muito mais evidentes em nações em desenvolvimento.
Água residual tem grande conteúdo de substâncias orgânicas e inorgânicas dissolvidas ou em suspensão. Estas substâncias são potencialmente prejudiciais à saúde humana se consumidas. Se água residual for liberada em sistemas hídricos naturalmente fluentes, doenças como cólera e diarreia são prováveis de serem experimentadas.