Skup fizičko-hemijskih i mikrobioloških karakteristika podzemnih voda definiše kvalitet i upotrebljivost voda za određenu namenu. Pritom su od posebnog značaja podzemne vode sa kvalitetom pogodnim za piće, koje se mogu koristiti samo za snabdevanje vodom stanovništva, sanitarno-higijenske potrebe, napajanje stoke, za potrebe industrije koja zahteva visokokvalitetnu vodu i potrebe malih potrošača.
Prirodni kvalitet podzemnih voda na području Republike Srbije je dosta neujednačen, što je posledica različitog minerološko-petrografskog sastava vodonosnih sredina, geneze podzemnih voda i akvifera, starosti vode, različitog intenziteta vodorazmene i sl. i kreće se od izuzetnog kvaliteta koji ne zahteva tretman, do voda koje zahtevaju veoma složene postupke kondicioniranja pre njene upotrebe za javno vodosnabdevanje.
Hemijski sastav podzemnih voda „prve” izdani na području zapadne i južne Bačke se odlikuje mineralizacijom od 250-500 mg/l u priobalju Save i Dunava, do 400-800 mg/lna području „Varoške” terase, dok je u nekim delovima Bačke vrednost ovog parametra preko 2.000 mg/l. Ukupna tvrdoća se kreće u rasponu od 10-30º dH, ponegde i više, povećan je sadržaj gvožđa i mangana. Na području severoistočne Bačke osnovnu izdan karakteriše mineralizacija od 240-480 mg/l, dok je u južnom delu ova vrednost od 350-635 mg/l. Tvrdoća vode je takođe manja u severnom delu (6,5-10º dH), a veća u južnom delu (do 20º dH). Utrošak KMnO4 je ispod 10 mg/l, dok sadržaj gvožđa ide do 3 mg/l.
Na području Banata moguće je sa aspekta kvaliteta osnovne izdani izdvojiti tri područja: područje severno od Begeja i Plovnog Begeja, područje srednjeg Banata (Zrenjanin – Žitište) i područje južnog Banata. Na području severno od Begeja i Plovnog Begeja mineralizacija iznosi od 500-700 mg/l, sadržaj gvožđa 0,2-1 mg/l, amonijaka 0,2-1 mg/l, dok je utrošak KMnO4 od 10-40 mg/l. Na području Zrenjanin – Žitište mineralizacija je preko 1.200 mg/l, sadržaj gvožđa je od 0,4 do preko 2 mg/l, amonijaka preko 10 mg/l, a utrošak KMnO4 je preko 200 mg/l. Na području južnog Banata mineralizacija je od 310-460 mg/l, tvrdoća je povećana i ide do 18º dH, a sadržaj gvožđa je redovno preko 0,5 mg/l.
Kvalitet „prve” i osnovne izdani na području južnog Srema je praktično isti, s obzirom na hidrauličku povezanost ovih dveju izdani. Mineralizacija se kreće u rasponu od 600-850 mg/l, tvrdoća je preko 20º dH, utrošak KMnO4 je nizak (od 3-7 mg/l), dok je gvožđe uglavnom povećano (0,5-3,5 mg/l).
Jedna od bitnih karakteristika podzemnih voda osnovne izdani na području AP Vojvodine je povišena koncentracija arsena. Povišene koncentracije se javljaju na području centralnog i severnog Banata (10-50 μg/l i preko 50 μg/l), centralne i severne Bačke (10-50 μg/l, pa i preko 50 μg/l) i zapadnog Srema (10-50 μg/l). Kvalitet voda dubokih izdani na području Bačke i Banata nije zadovoljavajući (povećana mineralizacija, gvožđe, organske materije, mutnoća), dok je na području Srema kvalitet znatno bolji.
Na ostalom delu teritorije Republike Srbije (prostor južno od Save i Dunava) prisutna je raznolikost u hemizmu podzemnih voda, pa će prikaz biti dat generalno po tipovima vodonosnih sredina.
Vode u okviru kvartarnih aluvijalnih naslaga su uglavnom natrijumsko–kalcijumskog ili magnezijumsko–kalcijumskog sulfato-hidrokarbonatnog tipa. Mineralizacija se kreće u rasponu od 450-750 mg/l, tvrdoća je 12-16 º dH, pH rednost od 7,1 do 7,4. Redovna je povišena koncentracija gvožđa i mangana.
Vode u okviru neogenih naslaga su uglavnom sulfat–hidrokarbonatnog tipa, sa promenljivom mineralizacijom koja je u granicama od 500-1.400 mg/l. Sadržaj gvožđa je lokalno povišen.
Vode karstnih izdani su uglavnom kalcijumsko–hidrokarbonatnog tipa, sa mineralizacijom od 200-500 mg/l, tvrdoćom 10-15 mg/l, pH vrednošću od 7,2 do 8.
Nitrati, nitriti i amonijum joni su u dozvoljenim granicama, izuzev na delovima Velike Morave, gde su registrovane povišene koncentracije nitrata (naselja Požarevac, Lapovo, Velika Plana, Žabari i Svilajnac).
Kvalitet podzemnih voda u aluvionima velikih reka u centralnoj Srbiji je relativno niska mineralizacija, uz vrlo promenljiv sadržaj gvožđa i podređeno mangana po prostoru. Povišene vrednosti elektroprovodljivosti iznad 1.000 µS/cm mogu se smatrati indikatorima antropogenih uticaja i obično se javljaju u kombinaciji sa povišenim sadržajem nitrata, hlorida i, ne retko, sulfata. Osnovne karakteristike podzemnih voda aluviona Ibra, Zapadne, Južne i Velike Morave i Save sistematizovane su i prikazane u Tabeli 34. Ista tabela sadrži i karakteristike podzemnih voda „prve” izdani na području AP Vojvodine i „prve” i osnovne izdani na području Mačve.
Naselja u AP Vojvodini koja se vodom snabdevaju iz osnovnog vodonosnog kompleksa imaju velike probleme u pogledu kvaliteta vode koja se isporučuje stanovništvu, zbog prirodno visokog sadržaja pojedini štetnih materija (organska materija, arsen, itd). Stoga se u jednom broju gradova voda ne koristi za piće, već samo kao tehnička voda. Prioritet u rešavanju imaju najveća naselja: Zrenjanin i Kikinda, a zatim i sva ona druga manja naselja kod kojih je na snazi zabrana korišćenja vode za piće. Zbog složenosti, rešavanje ovog problema zahteva uvođenje složenijih postupaka u prečišćavanje vode. Međutim, ovo ne može biti dugoročno rešenje, jer primena ovih metoda dovodi do dodatnog snižavanja nivoa podzemnih voda. Zato se uporedo sa ovim hitnim merama mora raditi i studijska i planska dokumentacija, u okviru koje treba razmotriti i predložiti dugoročno održivo rešavanje pitanja snabdevanja vodom velikog dela Banata i Bačke. Istraživanja treba najpre usmeriti na potencijalna izvorišta, označena kao Istočni obod Telečke i Jugoistočni Banat.
Pojedini gradovi/naselja u dolini Velike Morave imaju značajnih problema sa kvalitetom vode za piće zbog pojave nitrata u vodama. Ovo se pre svega odnosi na Požarevac, Lapovo, ali i na druga naselja. Ovi gradovi/naselja, koji su dugoročno orijentisani na lokalna izvorišta za vodosnabdevanje, moraju urgentno rešavati pitanja obezbeđivanja dovoljnih količina voda odgovarajućeg kvaliteta, ali se uporedo sa ovim mora sistematski raditi na izgradnji PPOV najvećih naselja na slivu Morave, u cilju poboljšanja kvaliteta voda ove reke. Ukoliko u budućnosti rešenje vodosnabdevanja nekih gradova bude orijentacija na regionalne sisteme, aktivnosti moraju biti usmerene i na pripremu odgovarajuće projektne dokumentacije koja bi omogućila izgradnju tih sistema (na primer, brana sa akumulacijom Zabrege na Crnici, iz koje bi se obezbedila i voda za navodnjavanje).