Hóa học môi trường được sử dụng bởi Cơ quan Môi trường ở Anh, Tài nguyên Thiên nhiên Wales, Cục Bảo vệ Môi sinh Hoa Kỳ, Hiệp hội Nhà phân tích công cộng, và các cơ quan môi trường và cơ quan nghiên cứu khác trên khắp thế giới để phát hiện và xác định bản chất và nguồn gốc của các chất ô nhiễm. Chúng có thể bao gồm:

• Ô nhiễm kim loại nặng trong đất do công nghiệp. Những thứ này sau đó có thể được vận chuyển vào các vùng nước và được các sinh vật sống hấp thụ.
• Hydrocarbon thơm đa vòng (PAH) trong các vùng nước lớn bị ô nhiễm do tràn dầu hoặc rò rỉ. Nhiều loại PAH là chất gây ung thư và cực kỳ độc hại. Nồng độ của chúng (ppb) được điều chỉnh bằng cách sử dụng hóa học môi trường và thử nghiệm sắc ký trong phòng thí nghiệm.
• Chất dinh dưỡng ngấm từ đất nông nghiệp vào nguồn nước, có thể dẫn đến hiện tượng nước nở hoa và hiện tượng phú dưỡng.[7]
• Dòng chảy đô thị của các chất ô nhiễm rửa trôi các bề mặt không thấm nước (đường giao thông, bãi đỗ xe và mái nhà) trong các cơn mưa bão. Các chất gây ô nhiễm điển hình bao gồm xăng, dầu nhớt và các loại hợp chất hydrocarbon, kim loại, dinh dưỡng và trầm tích (đất) khác.[8]
• Hợp chất hữu cơ kim loại.[9]