Unter Toxizität verstehen wir die Giftigkeit von Stoffen oder Stoffgemischen. Die Lebewesen des Wassers nehmen giftige Stoffe u. a. über Haut und Kiemen, daneben aber auch mit ihrer Nahrung auf.
Die Giftwirkung von Einzelstoffen oder Stoffgemischen in einem Gewässer hängt nicht nur von der Art der Gifte, deren Konzentration und der Dauer ihrer Einwirkung ab, sondern noch von zahlreichen weiteren Faktoren. So besitzen die einzelnen Arten der Lebewesen eine sehr unterschiedliche Empfindlichkeit gegenüber einem bestimmten Giftstoff bzw. -gemisch. Hinzu kommen die oft sehr erheblichen Sensibilitätsunterschiede zwischen den Individuen sowie zwischen den Entwicklungsstadien (Eiern, Embryonen, Larven, jungen und erwachsenen Exemplaren). Auch vorangegangene Schwächungen der Organismen, z. B. durch Krankheiten, spielen eine Rolle. Daneben beeinflusst der Gang chemisch-physikalischer Faktoren im Wasser (u. a. von pH-Wert, Sauerstoff- und Salzkonzentration, Temperatur, Strömung) sowohl den Stoffwechsel der Organismen einschließlich Aufnahme, Verteilung, Abbau und Ausscheidung der Schadstoffe als auch deren Ausbreitung und Verfügbarkeit (für Lebewesen) in den Gewässern. Von hoher Bedeutung sind daneben vorhandene Schwebstoffe und Sedimente, die eingebrachte Giftstoffe in unterschiedlichem Maße kurz- oder langfristig zu binden vermögen. Die Abschätzung des Umfangs möglicher toxischer Wirkungen der in einem Gewässer festgestellten Schadstoffkonzentrationen auf die verschiedenen Wasserorganismen und ihre Lebensgemeinschaften ist daher schwierig. Insbesondere gilt dies in jenen Fällen, wo gleichzeitig mehrere gefährliche Stoffe auftreten, die je nach Wirkungsmechanismus eine Steigerung oder Herabsetzung schädlicher Effekte verursachen können. Entsprechende Probleme ergeben sich bei der toxikologischen Bewertung z. B. von Produkten, Rückständen oder Abwässern in bezug auf deren mögliche Gewässergefährdung. Wichtige Hinweise geben geeignete Labortests mit repräsentativen Wasserorganismen wie Bakterien, Algen, Krebsen (u. a. Wasserflöhen) und Fischen.