1. 有毒性和刺激性

化工废水中含有许多污染物，有些是有毒或有剧毒的物质，如氰、酚、砷、汞、镉和铅等，有的物质不易分解，在生物体内长期积累会造成中毒，如有机氯化合物；有些据称是致癌物质，如多环芳烃化合物等；此外，还有一些有刺激性、腐蚀性的物质，如无机酸、碱类等。

2. 生化需氧量（BOD）和化学需氧量（COD）都较高

化工废水（特别是石油化工生产废水），含有各种有机酸、醇、醛、酮、醚和环氧化物等，其特点是生化需氧量和化学需氧量都较高。这种废水一经排入水体，就会在水中进一步氧化分解，从而消耗水中大量的溶解氧，直接威胁水生生物的生存。

3. pH不稳定

化工生产排放的废水，时而呈强酸性，时而呈强碱性，pH不稳定，对水生生物、构筑物和农作物都有极大危害。

4. 营养化物质较多

化工生产废水中有的含磷、氮量过高，造成水域富营养化，使水中藻类和微生物大量繁殖，严重时还会形成“赤潮”，造成鱼类大批死亡。

5. 废水温度较高

由于化学反应常在高温下进行，排出的废水水温较高。这种高温废水排入水域后，会造成水体的热污染，使水中溶解氧降低，从而破坏水生生物的生存条件。

6. 油污染较为普遍

石油化工废水中一般都含有油类，不仅危害水生生物的生存，而且增加了废水处理的复杂性。

7. 恢复比较困难

受化工有害物质污染的水域，即使减少或停止污染物排出，要恢复到水域原来状态，仍需要很长时间，特别是对于可以被生物所富集的重金属污染物，停止排放后仍很难消除污染状态。