Sông Columbia giúp một số loài cá di cư di chuyển giữa Thái Bình Dương và các con sông nhánh nước ngọt của dòng sông. Cá hồi Coho, cá hồi Chinook và cá hồi ngũ sắc là cá sinh sống ở đại dương nhưng lại di cư ngược vào các con sông vào cuối vòng đời của chúng để đẻ trứng; cá tầm trắng, loài cá phải mất đến 25 năm để phát triển đến đủ kích cỡ, thông thường di cư giữa đại dương và nơi cư ngụ ở thượng nguồn vài lần trong vòng đời của chúng.

Việc khai thác gỗ và xây các con đập đã gây ảnh hưởng bất lợi cho những loài cá này. Thu hoạch gỗ làm ô nhiễm nước sông; Dự án Rừng Tây Bắc, một phần của luật liên bang từ năm 1994, đã bắt buộc các công ty gỗ xem xét đến những hậu quả về môi trường đối với việc điều hành các hoạt động của họ trên sông như sông Columbia.[56]

Các con đập làm cản trở việc di cư của các loài cá di cư. Cá hồi và cá hồi ngũ sắc trở về suối mà chúng được sinh ra để đẻ trứng nhưng các con đập đã ngăn cản đường trở về của chúng. Một số đập trên sông Columbia có gắn thang cá cho phép cá di chuyển rất hiệu quả lên thượng nguồn; những đập khác như Đập Grand Coulee và một số sông nhánh hoàn toàn bít lối di cư của cá. Cá cũng được chuyên chở qua các đập trong một số trường hợp. Cá tầm có thói quen di cư khác hơn và có thể sống được mà không cần viếng thăm đại dương. Trong nhiều khu vực thượng nguồn bị chia cách với đại dương bởi các con đập, cá tầm chỉ sống phía thượng nguồn của đập.

Đập Grand Coulee ban đầu được dự định xây dựng chủ yếu dành cho tưới tiêu nhưng sau đó được thiết kế để sản xuất thủy điện với công suất lớn khi Chiến tranh thế giới thứ hai leo thang. Năng lượng này được sử dụng để cung cấp nhiên liệu cho Trung tâm Hanford được xây dựng trong thập niên 1940 ở đông nam tiểu bang Washington. Đây là một phần của Dự án Manhattan, trung tâm phục vụ như một cơ sở sản xuất plutoni với 9 lò phản ứng hạt nhân và các cơ sở có liên quan. Phần lớn các cơ sở này đã bị đóng trong thập niên 1960. Trung tâm này hiện dưới quyền kiểm soát của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ và gồm nhiều khu cần phải dọn dẹp chống ô nhiễm do chính phủ liên bang tài trợ.[57]

Các cuộc nghiên cứu của Cục Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ và các chương trình theo dõi của tiểu bang đã tìm thấy rằng rác thải hạt nhân đã làm ô nhiễm nước sông Columbia, gây ra một mối đe dọa về nước uống của các cộng đồng dân cư ở hạ nguồn.[58][59]

Ngoài các rác thải hạt nhân, vô số các chất ô nhiễm khác cũng đã được tìm thấy trong dòng sông. Những chất ô nhiễm này bao gồm thuốc trừ sâu, vi trùng, asen, dioxin, và biphenyl đa clo hóa (PCB.)[60]

Các cuộc nghiên cứu cũng đã tìm thấy lượng chất độc đáng kể trong cá và vùng nước chúng sinh sống trong lưu vực. Sự tích tụ các chất độc trong cá đe dọa sự sống còn của các loài cá. Con người khi ăn các loại cá nhiễm độc này cũng sẽ gặp vấn đề đối với sức khỏe.

Chất lượng nước cũng là một nhân tố quan trọng trong sự sinh tồn của các loài hoang dã, cây cỏ sống trong lưu vực sông Columbia. Các tiểu bang, các bộ lạc người bản thổ và chính phủ liên bang đang cùng nhau nỗ lực chấn chỉnh và cải thiện chất lượng nước, đất, không khí của lưu vực sông Columbia và đồng thuận làm việc với nhau để nâng cao và hoàn thiện nỗ lực chấn chỉnh hệ sinh thái. Một số công tác quan trọng hiện nay đang được tiến hành, bao gồm cảng Portland tại hạ nguồn, Hanford tại trung nguồn và hồ Roosevelt tại thượng nguồn.[61]

Những người hoạt động về môi trường đã kêu gọi dỡ bỏ một số đập nước trên hệ thống sông Columbia trong nhiều năm qua. Trong số 227 đập chính trong lưu vực sông Columbia, 4 đập trên hạ lưu sông Snake thường được chỉ định dỡ bỏ nhất. Các đập này và hồ của chúng hiện nay đã làm hạn chế sự tái phục đàn cá hồi thượng nguồn lên sông Salmon và sông Clearwater,[62] Trong lịch sử, sông Snake sản sinh trên 1,5 triệu cá hồi Chinook về mùa xuân và mùa hè. Con số này đã giảm xuống vài ngàn trong những năm gần đây.[63] Các đập Hells Canyon của Công ty Điện lực Idaho không có thang cá (và không có lối cho cá con đi xuống hạ nguồn), và vì vậy không cho cá hồi ngũ sắc hoặc cá hồi di cư lên trên Hells Canyon. Năm 2007, đập Marmot trên sông Sandy là đập nước đầu tiên trong một số đập nước bị dỡ bỏ trong hệ thống sông Columbia.[64]

Ngày 1 tháng 7 năm 2003, Christopher Swain của Portland, Oregon đã trở thành người đầu tiên lội suốt chiều dài của sông Columbia trong một nỗ lực tạo sự chú ý của công chúng về sự ô nhiễm của con sông.[60][65][66]