溶解氧（DO）是指水中溶解氧的含量，以每升水中含氧毫克数表示。溶解在水中的氧气称为溶解氧。溶解氧以分子状态存在于水中。水中溶氧量的高低是水质的重要指标之一，也是水质净化的重要因素之一。溶解氧高有利于水中各种污染物的降解，使水更快得到净化；相反，溶解氧低的水中污染物的降解速度更快慢的。
水中溶解氧含量受两种作用影响：一是降低DO的耗氧作用，包括好氧有机物降解，好氧生物呼吸的耗氧量；另一种是增加DO的复氧作用，主要包括空气中氧气的溶解、水生植物的光合作用等，这两种作用的相互潮起潮落，使水体溶解氧含量呈现时空变化。
水中的溶解氧主要来自两个方面：一是当水体中的溶解氧（DO）小于其溶解度时，大气中的氧气溶解到水体中。在水体与大气的界面处，经常发生气体交换。水体将二氧化碳排放到大气中。大气中的氧气溶解到水体中。这与生物的呼吸作用非常相似，是水体氧气的主要来源。另一方面是水草通过光合作用释放到水中的氧气。但由于水体氧化频繁，水中的氧气被消耗，特别是有机物的降解消耗大量氧气，所以脱氧（溶解氧减少）和复氧（溶解氧增加）的过程）在水体中不断进行着。
在自然条件下，水在流动时复氧过程比较快，更容易补充水中氧气的消耗，使水中的溶氧量保持在一定水平。相反，在静态水条件下，再氧化过程缓慢。在没有得到及时补充之前，它一直处于不愉快的状态。当工业废水和生活污水携带大量有机物进入水体时，水体脱氧严重。这时，即使在流动的河水中，复氧过程也无法弥补如此大的脱氧，溶氧量会迅速下降，溶氧仪会造成鱼和鱼。需氧生物死亡，水质恶化。水体被有机物和还原性物质污染，可使空气中溶解氧和氧气的分压降低。天然水体中的溶解氧量不仅与水体中生物量和有机质的量有关，超声波测厚仪还与水温与水层有关。一般情况下，地表水溶氧量为5-10mg/L。有风浪时，海水溶氧量可达14毫克/升。在过饱和状态下，地下水中的溶解氧普遍较少，深水甚至厌氧。
水中溶解氧的含量与大气压、水温、含盐量等因素有关。未污染水中的溶解氧是饱和的。清洁的地表水中的溶解氧接近饱和。当有大量藻类大量繁殖时，溶解氧可能会过饱和。适量的氧气是鱼类和好氧菌生存和繁殖的基本条件。常压、0℃的淡水中溶解氧饱和时，含量为10mg/L。溶解氧低于4mg/L时，鱼类难以生存。如果水中有机物含量高，耗氧率超过供氧率，水中的DO量就会不断减少。当水体被有机物污染时，水中的溶解氧甚至可以接近于零。此时有机物在缺氧条件下分解。蓝色发酵现象严重恶化了水质。水体被有机物污染后，被好氧菌氧化消耗溶解氧。如果不能及时补充空气中的氧气，水中的溶解氧就会减少，最终导致水体恶化。因此，溶解氧被用作衡量水体污染程度的指标。溶解氧越少表明污染越严重。