重金屬污染指由重金屬或其化合物造成的環境污染，主要由采礦、廢氣排放、污水灌溉和使用重金屬制品等人為因素所致。重金屬污染主要表現在水污染中，還有一部分是在大氣和固體廢物中。

重金屬一般以天然濃度廣泛存在于自然界中，但由于人類對重金屬的開采、冶煉、加工及商業制造活動日益增多，不少重金屬如鉛、汞、鎘、鈷等進入大氣、水、土壤中，造成嚴重的環境污染。

以各種化學狀態或化學形態存在的重金屬，在進入環境或生態系統后就會被留存、積累和遷移，造成危害。隨廢水排出的重金屬，即使濃度小，也可在藻類和底泥中積累，被魚類和貝類的體表吸附，產生食物鏈濃縮，從而造成公害。日本的水俁病，就是因為燒堿制造工業排放的廢水中含有有機汞造成的。汽車尾氣排放的鉛經大氣擴散等過程進入環境中，造成目前地表鉛的濃度顯著提高，損害人體健康。

從環境污染方面，重金屬指汞、鎘、鉛以及“類金屬”（砷）等生物毒性顯著的重金屬。對人體毒害最大的有4種：鉛、汞、砷、鎘。這些重金屬在水中不能被分解，人飲用后毒性放大，與水中的其他毒素結合生成毒性更大的有機物。