Nguồn nước thô có thể đến từ các nguồn nước mặt như sông, hồ và hồ chứa, hoặc nước ngầm. Nước này sau đó được sử dụng làm nước đầu vào cho các nhà máy xử lý nước. Chất lượng nước thô có thể thay đổi đáng kể do các yếu tố như lượng mưa, xói mòn bề mặt, ô nhiễm từ các nguồn xung quanh, thay đổi theo mùa, sự nở hoa của tảo và khoáng hóa nước ngầm. Nước chứa các chất cặn lơ lửng, chất hữu cơ tự nhiên, nitơ amoni và nhiều vi sinh vật khác nhau. Trong một số thời kỳ, cũng có thể có dấu vết của tảo và sắt mangan trong nước. Chất lượng nước thô ảnh hưởng trực tiếp đến lượng hóa chất được sử dụng trong quá trình xử lý và điều kiện hoạt động của thiết bị xử lý. Do đó, chất lượng nước thô là một yếu tố quan trọng trong toàn bộ quá trình lọc nước. Nếu chất lượng nước thô không ổn định, nó sẽ làm tăng gánh nặng xử lý ở các giai đoạn tiếp theo như keo tụ, lọc và khử trùng, và thậm chí có thể ảnh hưởng đến sự an toàn của nước thành phẩm cuối cùng.