原理
河流、湖泊、水庫等地表水受污染後，其物理、化學、生物特徵也隨之發生變化。各種污染物質對電磁波具有不同的吸收及反射特性，某些化合物在特定波長電磁波激發下還會產生特徵螢光。測量水體對特定電磁波吸收、反射或輻射等的差異，並利用計算機或光電儀器進行信息加工或圖像處理，可了解水污染的種類、範圍和程度。
方法
水污染遙感監測的常用裝備，有裝置電子或光學儀器的飛行器（飛機、氣球）或太空飛行器（衛星）等。常用的感測器，分為可見光、紅外、多光譜和微波4種系統。可見光感測器有全景照相機、電視攝影機、雷射掃瞄器。紅外系統感測器有紅外掃瞄器，紅外輻射、散射儀。多光譜系統感測器有多光譜攝像機、掃瞄器、多通道電視攝影機。微波系統感測器有雷達和微波全息雷達。進行監測時，先通過空中攝影和掃描，然後對得到的衛星或航空圖片進行解釋，藉以判別水污染的狀況。
套用
自1964年起，國際上將遙感技術套用於水污染監測，包括監測漂浮在水面、懸浮在水中和某些溶解於水中的污染物質：①用多光譜掃描和紅外掃描，可監測地表水體的化學污染和熱污染狀況；②從紅外掃描圖像上，可確定進入水體的污水擴散特徵和擴散範圍；③用雷射螢光雷達，可監測水體中的葉綠素，藉以確定水中藻類類型及其生長密度，掌握水體富營養狀況；④紫外攝影可測量水體油污染程度；⑤利用懸浮物對光波的吸收特性差異，也可測量水體泥沙含量。
遙感技術可用於大面積水體的快速同步監測，不受時間、地點的限制，可迅速測定水體污染特徵、污染源狀況等。通過不同時間內的連續監測，重複成像，還可掌握水污染的動態變化，預測污染變化趨勢。但是，由於水體中污染物質光譜特徵不夠明顯等原因，遙感技術尚難進行定量測定，常與現場調查結合使用。
