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富营养化一般是指由于水中氮、磷等生源物质不断增加，水体生物生产力不断提高的过程，有时也指水体营养性状演化的一个阶段，即已具富营养型特征，如水生植物特别是浮游植物大量繁殖引起水华或赤潮、溶解氧周日波动剧烈等。
从水产养殖角度来说，适度的富营养化意味着水肥、饵料丰富，有其有利的方面。但从环境保护角度来看，富营养化会给水和水体的利用带来多方面的问题。
富营养化后，藻类特别是大型群体藻类的大量生长，使水厂在过滤水时效率降低。如武汉东湖水厂，原来滤池12h反冲洗一次，现缩短至2～3h，冲洗水量最高可达出水量的20%。增加新的处理装置，又使成本提高，同时，还影响水质。许多形成水华的藻类能产生不好的气味。如鱼腥藻、微囊藻、束丝藻均可产生腐臭味；腔球藻可产生草腥味；小球藻和直链藻能产生霉腐味等。还有报道说，藻类的溶解性有机物在自来水加氯后可氯化产生弱的致癌物质。
藻类的大量生长，使水的透明度下降，水色不好，有臭味等，从而使水体的旅游价值降低或消失，这是国外对富营养化问题感到危害严重的一个主要方面。我国的一些有名的风景游览湖泊，如杭州西湖、武汉东湖、南京玄武湖、长春南湖等都已面临这样一个问题。富营养化严重后也带来了水的卫生学指标的下降。武汉东湖已有几个天然游泳场因此而关闭。
水体适度富营养化虽然对渔业有有利的方面，如水体富营养化直接引起浮游植物数量增加，提高水域的初级生产力，从而使一些渔业品种的产量增加；但也同样有不利的方面，国外因湖泊较深，养殖鱼类又以对氧要求高的冷水性鱼类为主，因此，富营养化引起的缺氧常使鱼类大批死亡，并使鱼类组成变为他们不喜欢食用而称之为野杂鱼的鲤科鱼类。我国也有类似的问题。如浮游植物，尤其是微囊藻、夜光藻、有毒裸甲藻、膝沟藻、褐胞藻和小三毛金藻等能形成有毒有害赤潮，对淡水、半咸水和海洋渔业都有不利影响。氮、磷在近海水域的大量增加，大幅度地提高了近海水体中N∶Si和P∶Si的比例，使海洋生态系统从需要硅（Si）的硅藻主导群落向不需要硅的鞭毛藻、小型蓝藻等主导群落转移，最终导致整个海洋生态系统结构和功能的本质改变。
不少蓝藻在某种条件下能产生毒素。澳大利亚、南非、美国等曾报道因藻毒引起家畜、家禽、水鸟等的大批死亡事件。赤潮藻类产生的贝毒可直接危害人类生命。
防治富营养化的措施或方法主要有如下几项：
清洁生产是指在生产过程中采用清洁的能源，防止污染。如生产过程中减少废水中磷的含量，洗涤剂中把支链型烷基苯磺酸钠改为直链型，改用磷酸盐的代用品，农业上合理施肥。
美国华盛顿湖用5年时间修建管道，把经过两级处理后的污水不排入湖中而改为排入海中。7年后湖水完全恢复，表现在磷量下降，浮游植物数量下降，种类改变。这是一个成功的典型。
深水湖泊或水库中，底层水中营养物含量高于表层水，当水流转时，进入湖上层，往往引起水华现象。而一般流出水均是表层水，为此设法将深层水排出，可降低富营养化程度。如波兰一湖中，用此法得到较好效果。奥地利一湖中采用“虹吸装置”进行深层排水。
通过截流和其他措施，用以减少外部营养物负荷。但富营养型湖泊中的底部沉积物常是一个营养库，在一定条件下可不断释放磷，这称为内部负荷。当外部负荷减少后，内部负荷可补偿，使富营养化现象继续存在。如瑞典的Trumman湖因生活污水严重污染而出现蓝藻水华，采取截流措施后10年仍未恢复，主要原因是底泥释放营养物。经研究后决定挖除底泥，挖除的底泥相当于去除了50t磷和450t氮。随之该湖恢复到接近贫营养湖的水平。杭州西湖每年挖泥3万～6万t，耗费比引水法高，但去除的氮、磷亦高于引水法。
泥水隔离也是为了减少内部负荷，但泥不挖出，而是就地处理。如加入凝聚剂，用塑料薄膜覆盖。这种方法只能用于小水体，而且费用也不低，在目前我国要采用不太现实。
杀藻除草是指用药剂来除藻类和水草。美国国家环境保护局批准使用的杀藻剂有27种，其中最常用的是硫酸铜，但这种方法只有局部治标作用，而且还要考虑残毒问题；美国用得较多，每年要使用近万吨杀藻剂。
富营养化后藻类水华出现，能否直接利用，化害为利呢？非洲乍得人有食用蓝藻的习惯，目前有用作农肥、饲料、制沼气和提取有用物质的试验。但收集是一个问题，美国曾试验过机械的藻类收集船，苏联曾试验研究过将水库中蓝藻水华用于农肥、饲料及其他方面，认为花钱少、收益大，并可改善水质。我国科研人员也曾实际测算了武汉东湖内可利用的蓝藻水华量，表明数量相当可观，且含有很高氮、磷量，如果加以利用，可减少武汉东湖氮负荷的14.5%和磷负荷的9.1%。
过去对富营养化防治的措施都集中在理化方法和工程措施，对利用生态学方法，即从生态系统结构和功能的调整来进行治理很少注意。20世纪70年代有不少学者强调了生物的作用，提出了“生物操纵”理论，即利用通过合理放养滤食性动物（如滤食性鱼类、贝类和浮游动物等）、滤食浮游植物或“以菌治藻”方法来进行生物防治。这种观点强调的是整个生态系统的管理，从营养环节来控制富营养化，使营养物改变为人类需要的终产品（鱼）而不是水华。
所谓赤潮是海洋或近岸海水养殖水体中某些微小的浮游生物在一定条件下暴发性增殖而引起海水变色，并使海洋动物受害的一种生态异常现象。与淡水中水华相近，但水华不一定有害。
能形成赤潮的浮游生物称为赤潮生物。据报道，全世界已记录的赤潮生物有330余种（可能个别存在同种异名），隶属于10个门类。我国海域分布的有150～170种，隶属于8个门类（国外已报道的10个门类中的细菌和绿藻赤潮生物在我国尚未发现）。其中在我国沿海发生赤潮的赤潮生物有30余种，主要是甲藻类（15种），其次是硅藻类（7种）和蓝藻类（4种）（张水浸 等，1994）。
据国内外的报道，最常见的赤潮生物有以下几个属：
甲藻类——夜光藻、膝沟藻、原甲藻、角藻、多甲藻、鳍藻等；
硅藻类——骨条藻、角毛藻、根管藻、海链藻、菱形藻等；
蓝藻类——束毛藻等。
此外，有些红藻，某些裸藻、金藻和纤毛虫（中缢虫）等有时也能引起赤潮。
赤潮严重时会毒死鱼、贝、虾等海洋动物，甚至使人类中毒，是一种海洋灾害。其危害途径有以下几方面：
1.赤潮生物大量死亡后，在微生物分解过程中大量消耗溶氧甚至产生硫化氢，使水产动物缺氧或因硫化氢中毒而死亡。
2.赤潮生物大量繁殖，覆盖海面或黏附在鱼贝类鳃上，使动物因呼吸困难而窒死。
3.有些赤潮生物（主要是甲藻类）在体内或其代谢产物中含有生物毒素，引起动物中毒死亡。
4.人类由于摄食中毒的鱼贝类而受害。
当赤潮已经出现时，迄今还没有一个有效的治理方法。最早试用的方法是用硫酸铜杀死赤潮生物，即将硫酸铜装在布袋中放在船后拖曳，使药物缓慢地溶解于水中。当海水中硫酸铜浓度达到50～100mg/L时可杀死裸甲藻而对养殖贝类无害。但海区面积太大且海水不断流动，化学药品很难奏效。引入食浮游生物鱼贝类来滤食赤潮生物，或用超声波杀死赤潮生物等方法在实验室试验取得成效，但也难应用于大海。因此，当前的赤潮防治对策应该以防为主。
主要措施是控制海区富营养化的发展。首先，要根据海区的自净能力确定城市生活污水、工业污水、畜牧业排水和农田排水的流入量；其次，对浅海海域的渔业发展要有计划地合理布局，不要盲目扩大养殖面积，避免出现局部过度养殖局面。在发展养殖业中应注意贝、藻、虾、鱼和不同食性、不同生活空间种类的混养，这样既可提高单产，又能强化水体的自净性能。
对富营养化海区可利用各种不同生物的吸收、摄食、固定、分解等功能，加速各种营养物质的利用与循环，以达到生物净化的目的。如利用海生植物吸收剩余的营养盐类，利用浮游动物和底栖动物摄取各种碎屑有机物，利用细菌同化、分解有机物，等等。其中，植物的净化作用特别重要。如在水体富营养化的内湾或浅海，有选择地养殖海带、裙带菜、羊栖菜、紫菜、江蓠等大型经济海藻，既可净化水体，又有较高的经济效益。