水中微生物通常以大肠杆菌群密度作为指标，大肠杆菌群不代表某一个或某一属细菌，指的是一群具有某些特性的细菌。大肠杆菌群分布范围广，同时存活在环境、人体与动物的消化道中，且在环境中存活能力较强；大部分的大肠杆菌群是无害的，但如果这些细菌出现在饮用水中，并且超过管制标准，代表水中可能有病原菌，尤其老人、婴儿免疫系统差，就可能会造成健康上的危害，因此大肠杆菌群常被用为饮用水水质安全之指标微生物。由于其在水中广泛存在且存活性较一般病菌高，因此当水中检测出大肠杆菌群时，即必须注意是否有其他致病微生物之存在。受粪便污染之水样中，多以典型大肠杆菌（E.Coli）为主，而外界环境中则以大肠杆菌群其他型别较多。

　　总菌落数则代表水中存在并可检出之全部细菌，由于所检出之总菌落数未必为致病性微生物，故一般仅作为消毒效率评估之指标，而不据以评断水质安全。常见之致病性细菌包括退伍军人菌、霍乱弧菌、沙门氏菌及痢疾杆菌等，尤其痢疾杆菌曾多次在校园中引起群聚感染。沙门氏杆菌会造成幼儿肠胃道疾病，是常见的致病菌，一年四季皆可流行，好发于每年的7月～10月炎热季节，因天气潮溼酷热，而给予沙门氏菌繁殖的最佳机会。其传染途径是经由粪口传染，原因为食用遭污染的水或食物制品。一般在食用遭沙门氏菌污染的食物或饮水后，约6～72小时发生肠胃炎症状，如恶心、呕吐、下痢等，预防方式主要为接触食物与饮水前后勤洗手、水塔固定时间清洗消毒、食物与饮水煮熟煮沸后食用等。

　　霍乱是一种猝然发作的急性细菌性肠炎，为霍乱弧菌感染所引起，症状为无痛性大量米汤样水性腹泻，偶而伴有呕吐、快速脱水、酸中毒和循环衰竭。台湾自1962年后积极办理霍乱防治措施，除偶有境外移入病例外，本土病例至今多属散发病例，仅发生少数群聚事件，惟1997-2000年间陆续有8例本土病例因生食受污染的甲鱼卵或因处理生甲鱼时不慎污染其他食材，而感染霍乱弧菌，生食受霍乱弧菌污染海域捕获的海鲜，亦曾导致数次爆发流行。霍乱弧菌可在污水中存活相当长的时间，故感染霍乱原因为食入受霍乱弧菌污染的水或食物。霍乱弧菌不耐热，故水产鱼、贝类经充分煮熟，饮用水要充分煮沸，即可杀死霍乱弧菌。退伍军人菌普遍存在于各类水体环境中，而且热水供应系统、空调之冷却水塔、蒸气凝结设备均曾发现退伍军人菌。退伍军人菌可能会引起退伍军人症及庞提亚克热，主要传染途径是经飞沫传染，即由空气中之小气泡颗粒传播。亦可经由吸入呛入受污染之水而致病。

　　原生动物则以梨形鞭毛虫、隐孢子虫为代表，其所导致之水媒病事件以1993年美国威斯康辛州密尔瓦基市之隐孢子虫事件最为着名，共造成40万人感染，4,000人住院以及100人死亡，主要原因是水处理异常所导致。由于加氯消毒对隐孢子虫去除效率不佳，适当过滤程序为较有效之去除办法。另外当水中某些藻类因优养化而大量滋生时，藻类毒素的产生对饮用水水质安全所产生之威胁亦值得注意。