由于水體耗氧物質（一般是各種有閉喚滲機物，生活污水與各種生產廢轎脊水都含有大量的有機物）的超量存在，將水體中的溶解氧消耗殆盡，而且消耗的速度大于水面對水體中的溶解氧補充，好氧細菌無法生存，而大量的厭氧細菌滋鏈唯生。厭氧菌的新陳代謝就會產生大量的沼氣、氨氣（惡臭氣體）、硫化氫（惡臭氣體），及其他惡臭氣體，水體變黑。

河流水體黑臭的危害巨大，水生動物與沉水植物死亡殆盡，兩棲動物也受到巨大影響，河流生態遭受毀滅性破壞，喪失了自然河流的大部分功能。