毒理学指标中包括的物质对人体具有毒害作用。这类物质的含量有比较严格的规定。在我国《生活饮用水卫生标准》中，共选择15项化学物质指标，包括氟化物、氯化物、砷、硒、汞、镉、铬、铅、银、硝酸盐、氯仿等等。这些物质的限值都是依据毒理学研究和人群流行病学调查所获得的资料而制定的。标准规定，水中所含化学物质及放射性物质不得对人体健康产生危害，要求水中的化学物质及放射性物质不引起急性和慢性中毒及潜在的致癌、致畸、致突变作用。
细菌学指标
由饮水传播传染病是饮水卫生的重要问题之一，特别在中国农村地区，介水传染病仍是主要的疾病，因而微生物学指标是组成饮水检验的重要部分。
饮水中存在的对健康影响的微生物有细菌、病毒、原生物以及藻类等等。目前，我国生活饮用水卫生标准中以细菌总数、大肠菌群、耐热大肠菌作为饮水卫生检验的主要指标。下面分别叙述这几项指标的卫生学意义：
1细菌总数
细菌总数是指1ml水样在特定培养基上、37℃培养24h后生长的细菌菌落总数。细菌总数可以评价水质和考查污染和净化效果。此项指标不能反映对健康造成影响的可能性和成都，也不能反映受粪便或致病菌污染的程度，但细菌总数增多说明水被污染。饮水卫生要求每毫升饮水中细菌总数限值为不超过100个。
2总的大肠菌群
我国《生活饮用水卫生标准》（GB5749—2006）中规定任意100ml水样中不得检出总大肠菌群 。
3耐热大肠菌群
耐热大肠菌群是总大肠菌群的一部分，将培养温度提高到44—45℃，在此条件下仍能生长和发酵乳糖的菌群被称为耐热大肠菌群。通常情况耐热大肠菌群与大肠菌群相比，在人和动物的粪便中所占的比例较大，而且由于在自然界容易死亡等原因，耐热大肠菌群的存在可认为近期水体直接或间接的受到了粪便污染。因而，与总大肠菌群相比，耐热大肠菌群在水体中检出，说明水体更为不清洁，存在肠道致病菌和食物中毒菌的可能性更大。耐热大肠菌群在配水系统中再繁殖是不可能的，除非管网中有充足的的营养物质或者不适合的物质接触到处理后的水，水温超过15℃，以及管网中没有游离余氯。