A diluição refere-se à redução da concentração do poluente quando ele atinge o corpo d’água; mas não depende da concentração do poluente pois, ao ser lançado no corpo d’água, deve ser significativamente maior do que no efluente que foi lançado.

São fatores determinantes, como a temperatura, que influenciam vários processos que ocorrem nos corpos d'água (cinética das reações químicas, atividade microbiológica e características físicas do meio) e a presença de luz que é a condição necessária para a presença de algas, que são fontes básicas de alimento para a biota aquática, além de produzir oxigênio durante a fotossíntese.

Os contaminantes biodegradáveis têm maior concentração pela ação de micro-organismos presentes no meio aquático; este processo de aumento da concentração de contaminantes por micro-organismos é conhecido como a decomposição da matéria orgânica, que é quantificada por meio da Demanda Química Oxigênio (DQO). O processo de depuração depende do potencial poluidor do despejo, concentração do oxigênio dissolvido na água, características hidrodinâmicas do corpo e da temperatura.

Ocorre um fenômeno associado ao deslocamento da água nos corpos hídricos denominado ação hidrodinâmica. O transporte dos poluentes depende do campo de velocidades no meio, ou seja, a velocidade menos intensa caracteriza que o poluente será afastado do ponto de despejo; e, dessa forma, ocorrerá o processo de diluição molecular ou turbulenta. Os movimentos menos intensos de água favorecem as trocas gasosas e auxiliam no processo que pode resultar em aglomeração de contaminantes nos leitos d’água.