河流的自净作用是指河水中的污染物浓度在随河水向下游流动过程中在多种机理的作用下自然降低的过程。废水中污染物种类繁多，进入河流后消除的机理也是多种多样的。

　　从净化机制来看，污染物自行消除的过程可分为以下几类：

　　1.物理净化过程

　　物理净化是指由于稀释、扩散、沉淀等作用而使河水中的污染物浓度降低的过程。其中稀释作用是一项重要的物理净化过程。河水中的悬浮固体，在重力作用下，逐渐沉降到河底，成为淤泥。而河流对溶解态污染物的稀释能力，是因为污染物进入河流后同时存在两种运动形式：一是由于受河水的推动而沿水流方向的运动，这种水流输运污染物的方式，称为推流；二是由于污染物质的进入，在水流中产生了浓度差异，污染物将由高浓度处向低浓度处迁移，这一污染物的运动形式称为扩散。污染物进入水体后正是在推流和扩散这两种同时存在而又相互影响的运动形式的作用下，才使得其浓度从排放口开始往下游逐渐降低，得以不断净化稀释。

　　2.化学净化过程

　　化学净化是指污染物进入水体后在化学（或物理化学）作用下而使其浓度降低的过程。水体中进行的化学或物理化学净化过程，包括氧化-还原、酸碱中和、沉淀-溶解、分解-化合、吸附-解吸、凝聚-胶溶等。例如，水体中的低价金属离子（如二价铁、二价锰等），可通过氧化作用生成难溶的高价金属氢氧化物而沉淀下来；六价铬可通过还原作用而转化为毒性较小的三价铬；水中的粘土矿物质及腐殖酸胶体颗粒，也可通过吸附、凝聚、沉降等作用转移至底泥中。

　　3.生物净化过程

　　生物净化是指在微生物的作用下，有机污染物逐渐分解、氧化使其含量逐渐降低的过程。进入水体的有机污染物的净化，主要有赖于生物化学过程。在这个过程中微生物消耗或吸收了水中的污染物，使得水体向净化的方向转变。造成这一转变的生物化学过程常被称作生物降解。生物降解是指在微生物作用下，有机化合物转化为低级有机物和简单无机物的过程。

　　生物降解分为好氧生物降解和厌氧生物降解。前者是指在溶解氧（氧分子）存在的条件下，由好氧微生物完成的生物化学反应；后者是指在氧气不足或无氧气的情况下，由厌氧微生物完成的生物化学反应。有的微生物既能在有氧条件下进行生物化学反应，也能在无氧或缺氧条件下进行生物化学反应，称为兼性微生物。