指示生物評價
各種生物對環境因素的變化都有一定的適應範圍和反應特點。生物的適應範圍越小，反應越典型，對環境因素變化的指示越有意義。例如有些植物對大氣污染反應敏感，並表現出獨特的受害症狀，人們根據它們的受害症狀和程度，可以大致判斷大氣污染的狀況和污染物的性質（見大氣污染指示生物）。
許多水生生物也有指示作用。如石蠅稚蟲、蜉蝣稚蟲等多的地方表明水域清潔，顫蚓類、蜂蠅稚蟲和污水菌等多的地方表明水域受有機物嚴重污染。多毛類小頭蟲是海洋污染的指示生物。人們根據科爾克維茨和馬松污水生物系統列出污水生物分類表（其中包括細菌、藻類、原生動物和大型底棲無脊椎動物），並根據種類組成的特點將水質分成寡污帶,β-中污帶、α-中污帶和多污帶四級，通常分別以藍、綠、黃、紅4種顏色表示。
指示生物對環境因素的改變有一定的忍耐和適應範圍，單憑有無指示生物評價污染是不太可靠的。因此英、美等國至今未在實際環境質量評價中採用這種方法。
生物指數評價
50年代以來提出多種評價水體污染的生物指數。主要根據污水生物系統的原理，研究某一類生物（如藻類或無脊椎動物）中敏感種類和耐污種類的比例並給以簡單的數字表示。如貝克生物指數是將採集到的大型底棲無脊椎動物分成敏感的（Ⅰ）和不敏感的（Ⅱ）兩類，再按公式求生物指數。此法在美國套用較多。又如特倫特生物指數是按生物的敏感性將有代表性的無脊椎動物依次排成7類,每類生物給以簡單的分值表示。英國以此作為官方的水質生物評價方法。
生物指數法比較簡便，但敏感和耐污種類不易劃分，而且生物種類的分布有明顯的地理差異，難以廣泛套用。
種類多樣性指數
在環境清潔的條件下，生物種類較多，但個體數量一般不大。環境變壞以後，敏感的種類消失,耐污的種類在沒有競爭和天敵的有利條件下,可能大量發展,使群落結構發生改變。根據這個原理,60年代開始利用群落結構的變化評價污染，並用數學公式表示。其中以C.E.香農和W.韋弗1963年提出的種類多樣性指數使用較廣（見生物種的多樣性指數）。
套用數學公式並以簡單數字表達群落結構的變化，藉以評價環境質量，這在理論和方法上都是一個進步。但也有人認為影響群落結構的因素較多，污染只是一個方面，數學公式不能反映指示種的特徵。
細胞學、生化學、生理學、毒理學方面的評價 近年來還開展細胞學、生化學、生理學和毒理學指標的研究,用以進行環境質量的綜合評價。
如套用赤麂(Muntiacusmuntjak)離體細胞姐妹染色單體交換率為指標和艾姆斯實驗等均可快速評價污染物可能產生的致畸作用、致突變作用。有機磷農藥使魚類骨骼變形，抑制魚腦膽鹼酯酶活力。有機氯農藥卻提高魚類血清轉氨酶活力。此外，還有許多污染物能引起魚類血液學特徵的改變。
許多大氣和水體污染物能在生物體中積累，生物體中殘毒含量能比周圍環境中的相應含量高出好多倍，因此生物體的殘毒含量也是判斷環境質量的重要內容。
環境質量的生物學評價，一般不需要貴重的儀器和設備，比較經濟、簡便，同時可以反映出環境中各種污染物綜合作用的結果，甚至可以追溯過去，進行回顧評價。
此外，還可對大型水利工程、工礦企業的建設可能產生的生態學效應進行預斷評價。這種方法可作為物理、化學評價手段的補充和說明。但生物種類繁多，生態系統多種多樣，適應能力各不相同，因而生物學評價方法不易統一，也難以確定污染物的性質和含量（見指示生物、生物監測）。
