O oxigénio é um elemento indispensável para a manutenção dos processos vitais de quase todos os organismos. O oxigénio dissolvido, no meio aquático, está no seu estado livre. As principais fontes de oxigénio dissolvido em água são a aeração natural e a fotossíntese das plantas aquáticas. A sua concentração e distribuição no meio aquático dependem de fatores químicos e físicos, tais como salinidade, pH, pressão atmosférica e especialmente temperatura. Quanto maior a pressão, maior a dissolução, e quanto maior a temperatura, menor a dissolução desse gás. Por exemplo, a uma pressão de 760 mmHg, 100% de humidade relativa a uma temperatura de 0º C, solubilizam-se 14,6 mg de oxigénio por litro de água, enquanto que nas mesmas condições e à temperatura de 30º C, solubilizam-se apenas 7,59 mg de oxigénio por litro de água, ou seja, cerca da metade do valor a 0º C. O oxigénio dissolvido na água também é afetado por processos biológicos, como por exemplo respiração e fotossíntese. Geralmente o oxigênio dissolvido reduz-se ou desaparece completamente, pois quando a água recebe grandes quantidades de substâncias orgânicas biodegradáveis encontradas, por exemplo, no esgoto doméstico. Os resíduos orgânicos despejados na água são decompostos por microrganismos que se utilizam o oxigénio na respiração. Assim, quanto maior a carga de matéria orgânica, maior o número de microorganismos decompositores e consequentemente, maior o consumo de oxigénio. As principais causas da diminuição do oxigénio dissolvido são: respiração das plantas, demanda (carência) bioquímica de oxigênio (DBO ou CBO) de matérias orgânicas e sedimentos, desaeração de águas supersaturadas de oxigénio, e os iões nos inorgânicos (principalmente aqueles que reagem com o oxigénio e a água produzindo hidróxidos).
Normalmente a quantidade de oxigénio dissolvido na água é dada como percentagem da quantidade máxima de oxigénio possível de ser dissolvido. Esta quantidade máxima é chamada de nível de