迫遷
施工活動和水庫蓄水，干擾、破壞和縮小了動物原有的棲息地。動物被迫外遷，尋找新的棲息場所．在溫帶、熱帶和赤道帶動物資源豐富的漫灘一河谷地區興建水利工程，水庫上游及支流地區範圍太小，如遷移動物數量大，會帶來較大影響。乾旱地區建壩，形成臨時水道，動物因固定飲水源改變、尋找不到飲水而遷移。在山區修建大型水庫，棲息于山林中的陸棲野生脊椎動物，受到人類活動的干擾，覓食和棲息地縮小或破壞，只得外遷；某些珍稀動物資源可能因此而遭到破壞。水庫蓄水和泄水可淹沒或沖毀魚類原有產卵場地，改變產卵要求的水文條件，魚類被迫向上游或下游尋找新的產卵場。
阻隔
大壩和涵閘切斷了原有天然河道或江河與湖泊之間的通道，魚類覓食和生殖洄游受阻，魚類分布和產量改變。例如，美國大馬哈魚需要在淡水中繁殖，在海水中生長肥育，大壩阻隔河海之間的洄游通路後，產量即下降。在通江湖泊與江河之間建閘，會阻隔河湖（海）之間的魚類洄游。例如，中國湖泊中鯉科魚類產卵、生長和肥育，海中鰻鱺的繁殖，河蟹溯河入湖肥育，都可能因建閘而受到影響。建閘後有些大型經濟魚類不能入湖，湖泊魚類種群結構發生變化。有些適應性強、繁殖力高、生命周期短、經濟價值小的小型魚類，便成為優勢種群。
增殖
水利工程形成的廣闊水面，水流速度緩慢，甚至處於相對靜止狀態，水層透明度增加，加上有豐富的礦質營養成分，促進了水中浮游植物藻類、水生高等植物的生長與發展。但藍藻、綠藻異常增長，又導致水質變劣，出現富營養化。日本在1974～1975年對37座水庫進行調查，其中74%的水庫處於中營養以上的水平。蘇聯對伏爾加河梯級水庫群營養水平進行多年觀測，有4個水庫屬中-富營養化類型。水庫可促進浮遊動物、底棲動物和水生昆蟲正常繁殖，為靜水魚類定居、繁衍以及人工放養創造了良好條件，有利庫區漁業發展。
水面擴大，水草和魚蝦增殖，會吸引以水草和魚蝦為食的各種鳥類，如白鷺、雁類、天鵝和鸛類等；有的水庫成為這些鳥類覓食、繁殖和越冬的場所。
傷害
魚類經溢洪道、水輪機、魚道和專門運送裝置，會因高壓高速水流衝擊和機械撞擊而受傷或致死。據美國對一些地區過壩鮭魚進行統計，游過溢洪道的死亡率為2%:通過哥倫比亞河上的中等規模徑流式電站水輪機的死亡率為11%—14%。
當水流經溢洪道執流進入消力池時，摻入大量空氣，在深水中溶解，使水中溶解性氣體過飽和，魚類在此水中易患氣泡病，魚的血液循環系統和眼部周圍的疏鬆結締組織有氣泡或氣栓，使魚死亡。特別是梯級大壩，魚類滯留於兩壩間的氣體飽和水域內時間長，可使其發病和死亡。由於水庫水溫分層，下泄水溫低，會對生物產生冷害。
分布變化
水利工程生物分布效應表現在生物時空分布上的變化。有的水庫生物群落及其特徵基本上與湖泊類似，分為沿岸帶生物群落、敞水帶生物群落和深水帶生物群落。沿岸帶生物種類繁多，常見的淡水水生生物和生態類群在沿岸帶均有分布。其種類和數量受水庫水位漲落的影響極大。當水位漲落有規律或緩慢時，可以促進沿岸帶生物群落（種類和數量）分布的發展。如果是驟然性的漲落，則不利於沿岸帶生物群落生長，有時會使其死亡。
魚類分布在很大程度上受水溫、溶解氧和餌料分布的影響。有的水利工程（水庫）使水溫和溶解氧在垂向上發生分層現象，魚類因而也成層分布．以浮游生物為食的魚類多在上層活動，多為暖水生魚類，而以底棲生物為食的魚類常棲居水底層，對低溶解氧耐受能力較強。
微生物分布也出現分層現象。水底層和沉積物中主要是各類厭氧微生物，如甲烷細菌、反硝化細菌和反硫化細菌。底層厭氧細菌有異養細菌和化能自養菌；表層水則分布有光能自養細菌和好氧性細菌。
水利工程引起水流速度和水深變化，影響到底棲動物的種群分布、密度和數量。許多雜草叢生的河湖沿岸是釘螺適宜的繁殖場所。水庫淺水區有利於蚊蟲幼蟲滋生。美國發現一些水庫在非常洪水和持續洪水水位情況下，水生昆蟲蜉蝣和石蠶蛾大量死亡，其優勢被雙翅目水生昆蟲所取代。當水位降至正常水位後，原來的種群才能逐漸恢復。
病源生物擴散
主要有自然疲源性疾病、蟲媒傳染病和介水傳染病。病源生物因水利工程興建環境變化而擴散，導致疾病流行。
建議
興建水利工程，應儘量發揮對生物的有利效應，避免和減輕不利影響。例如，對魚類可採取以下對策：①興建過魚設施；②保護魚類自然繁殖區，建立人工產卵場；③人工繁殖放流．20世紀60年代初，美國、蘇聯、加拿大、日本等國，興建了各類過魚設施，效果不一。一般認為，人工繁殖放流是比較有效的措施。中國葛洲壩水利樞紐建成後，設定了中華鱘人工繁殖放流基地，並向長江投放中華鱘幼魚。在水利工程施工和運行期，應採取措施，減少對野生動植物的影響，特別要重視珍稀動植物的保護。
