溶解在水中的空氣中的分子態氧稱為溶解氧。水中溶解氧的含量與空氣中氧分壓和水溫密切相關。在自然條件下，空氣中的含氧量變化不大，所以水溫是主要因素。水溫越低，水中溶解氧含量越高。溶解在水中的分子態氧稱為溶解氧，通常表示為DO，以每升水中含氧的毫克數表示。水中溶解氧的多少是衡量水體自凈能力的指標。

溶解氧與空氣中氧氣的分壓、大氣壓、水溫和水質密切相關。在20℃、100kPa時，純水中溶解氧約為9mg/L。一些有機化合物在好氧細菌的作用下被生物降解，消耗水中的溶解氧。如果有機物以碳計算，根據C+O2=CO2，可以知道每12g碳消耗32g氧氣。當水中溶解氧值降至5mg/L時，一些魚就會出現呼吸困難。

溶解氧的來源通常有兩種：一種來源是水中溶解氧不飽和時大氣中的氧氣滲入水體；另一個來源是水中植物通過光合作用釋放的氧氣。因此，由于空氣中氧氣的溶解和綠色水生植物的光合作用，水中的溶解氧會不斷得到補充。但當水體被有機物污染時，耗氧嚴重，溶解氧不能及時補充，水體中的厭氧菌會迅速繁殖，有機物變質，從而使水體變黑發臭。

溶解氧值是研究水的自凈能力的基礎。水中溶解氧被消耗，恢復到初始狀態需要很短的時間，說明水體具有較強的自凈能力，或者水體沒有受到嚴重污染。否則，說明水體污染嚴重，自凈能力弱，甚至喪失自凈能力。