酸素の消費は、主として水中の生物の呼吸により、富栄養であれば大きくなる。

水中に水草などの植物が繁茂しているとその光合成により、日中の太陽光線の下では高いDO値を示し、
時には過飽和状態になっていることがある。そのような水域では、夜になると逆に植物などの呼吸により、
水中の酸素が消費され、貧酸素状態に陥ることがあり、そのような場合DO値は著しく低下する。
酸素がないと魚類をはじめとする水生動物は生息できなくなり、生物の多様性が失われることになる。（貧酸素水塊参照）

河川においては、上流域の渓流では水面が波立つために酸素のとけ込む量が多く、溶存酸素量が高い。
中流、下流へと、流速が低く、有機物量が増えるため、溶存酸素量は低くなる。

有機物量が多く流入した場合にも、溶存酸素量は低くなる。
水中に生物が消費可能な有機物が多い場合、すなわち、生物的酸素要求量(BOD)が高い場合、微生物が多量に発生する。
そのときに、彼らが酸素を消費するため、溶存酸素量は極めて低くなる。さらに微生物が嫌気的に分解を進行させれば、
硫化水素等が発生し、いわゆるどぶの臭いがするようになる。このような状態では、通常の水生動物は生活できず、
生息可能なのは、体内に酸素を蓄える能力のあるものだけである。淡水であればイトミミズやユスリカの幼虫、海水であればゴカイなど、
赤色のヘモグロビン様の色素を持ったものが多いので、赤い動物が多いところは、酸素が足りないと見て良い。

DOは水質汚濁に係る環境基準が定められており、河川、湖沼、海域ともその水域の類型に応じた基準となっている。
通常の水質汚濁項目（pHを除く）については、数値が低いほど水質が良いといえるがDOについては数値が低いほど水質が悪いことになる。