L'état chimique d'une eau de surface est évalué à partir de la mesure de 41 substances spécifiques, dites « prioritaires » ou « prioritaires dangereuses ». Pour chaque substance, des seuils délimitant les limites du très bon, du bon et de l'état moyen sont définis : ils sont appelés « normes de qualité environnementale » ou NQE. Les NQE sont exprimés en moyenne annuelle. Une concentration maximale admissible doit aussi être respectée.
Les éléments concernés sont pour la plupart des pesticides, des métaux lourds, des HAP (hydrocarbures aromatiques polycycliques) et des PCB (polychlorobyphényls), ces trois dernières catégories pouvant être à l'origine de pollutions sédimentaires importantes.