ออกซิเจนละลายน้ำ (DO หรือ Dissolved oxygen) เป็นหนึ่งในตัวชี้วัดที่สำคัญที่สุดของคุณภาพน้ำ มันเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการอยู่รอดของปลาและสิ่งมีชีวิตในน้ำอื่นๆ ออกซิเจนละลายในน้ำผิวดินเนื่องจากการเติมอากาศของลม ออกซิเจนยังถูกนำเข้าไปในน้ำเป็นผลพลอยได้จากการสังเคราะห์แสงของพืชน้ำ เมื่อออกซิเจนละลายน้ำต่ำเกินไป ปลาและสิ่งมีชีวิตในน้ำอื่นๆ จะไม่สามารถอยู่รอดได้
ยิ่งน้ำเย็นมากเท่าไรก็ยิ่งเก็บออกซิเจนได้มากเท่านั้น เมื่อน้ำอุ่นขึ้นจะทำให้ออกซิเจนละลายในน้ำได้น้อยลง ความเค็มยังเป็นปัจจัยสำคัญในการกำหนดปริมาณออกซิเจนที่ร่างกายสามารถรับได้ น้ำจืดสามารถดูดซับออกซิเจนได้มากกว่าน้ำเกลือ
ระดับออกซิเจนอาจลดลงเมื่อมีแบคทีเรียหรือสาหร่ายมากเกินไปในน้ำ (ดูความต้องการออกซิเจนทางชีวเคมี) หลังจากที่สาหร่ายครบวงจรชีวิตและตายไป แบคทีเรียก็จะถูกกินเข้าไป ในระหว่างกระบวนการสลายนี้ แบคทีเรียยังกินออกซิเจนที่ละลายในน้ำอีกด้วย สิ่งนี้สามารถนำไปสู่ระดับออกซิเจนที่มีอยู่ทางชีววิทยาลดลง ในบางกรณีนำไปสู่การฆ่าปลาและการตายของสิ่งมีชีวิตในน้ำอื่น ๆ
ทำไมออกซิเจนละลายน้ำถึงมีความสำคัญ
ปลาและสัตว์อื่นๆ ที่อาศัยอยู่ในน้ำต้องการออกซิเจนในการดำรงชีวิต ทะเลสาบและแม่น้ำธรรมชาติ โดยทั่วไปไม่สามารถมีออกซิเจนมากเกินไป ในทางกลับกัน ถ้าระดับออกซิเจนต่ำเกินไปใน น้ำ ปลา และสัตว์อื่นๆ อาจหายใจไม่ออกและตายได้ เช่น ออกซิเจนลงน้ำไม่ได้ เมื่อถูกปกคลุมด้วยน้ำแข็ง ปลามักจะหายใจไม่ออกในช่วงปลายฤดูหนาว โอกาส การฆ่าปลาในฤดูหนาวจะยิ่งสูงขึ้นหากปลาอยู่ในที่ที่มีมลพิษหรือเติบโตมากเกินไป (ผลิตมากเกินไป) ระบบ ในระบบมลพิษ การเจริญเติบโตมากเกินไปของสัตว์ พืช และแบคทีเรียสาเหตุ ทำให้ออกซิเจนหมดเร็ว จนบางครั้งทำให้ปลาหายใจไม่ออก
อย่างไรก็ตามอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ การพัฒนา การใช้ปุ๋ยอย่างหนัก และการทิ้งของเสียของมนุษย์ สามารถทำให้น้ำเสียได้อย่างรวดเร็วและ นำไปสู่ภาวะขาดออกซิเจน ปลาแต่ละประเภทที่อาศัยอยู่ในน้ำต้องการออกซิเจนละลายในน้ำในปริมาณที่แตกต่างกันจึงจะมีชีวิตอยู่ สำหรับตัวอย่างเช่นปลาบางชนิดไม่สามารถอยู่รอดได้ในออกซิเจนที่ละลายในน้ำน้อยกว่า 6 มิลลิกรัมต่อลิตรน้ำ (6 มก./ลิตร) หากระดับ DO ลดลงเหลือประมาณ 3-4 มก./ลิตร แม้จะรุนแรงที่สุดปลาอาจหายใจไม่ออก
น้ำที่มีคุณภาพและเหมาะสำหรับสัตว์น้ำโดยทั่วไปควรมีความเข้มข้นของออกซิเจนละลายน้ำที่สูงกว่า 6.5-8 มก./ลิตร และระหว่างประมาณ 80-120% (O2 Sat)