Todas las aguas naturales contienen sustancias orgánicas, que puede clasificarse en dos tipos: materia orgánica en suspensión, es decir, en partículas gruesas, y materia orgánica disuelta. Entre ambos extremos hay un amplio abanico de materia en estado coloidal. Normalmente, se considera materia en disolución aquella con tamaño de partícula inferior a 100 nm (0.1 mm), y materia en suspensión aquella con tamaño de partícula por encima de 10 mm. Se distingue: materia orgánica total (MOT), carbono orgánico total (COT), que a su vez se divide en carbono orgánico en suspensión (COS) y carbono orgánico en disolución (COD). A veces se habla también de carbono orgánico volátil (COV).

Las sustancias orgánicas disueltas en las aguas naturales pueden dividirse en sustancias simples y sustancias húmicas. Dentro de las sustancias simples se encuentran las sustancias sintetizadas para el mantenimiento de los organismos vivos, así como los productos de su metabolización, excretados por estos y otros materiales de origen biológico. Están constituidas principalmente por: ácidos carboxílicos, fenoles, hidratos de carbono, aminoácidos, ácidos nucleicos, hidrocarburos, etc. Las sustancias húmicas son sustancias muy complejas, de estructura y comportamiento aún desconocido en alto grado, que se encuentran en las aguas naturales y en los suelos.