Nitrátszennyezésen általában nitrogénvegyületek vizekbe, illetve környezetükbe történő közvetlen vagy közvetett bejutását, illetve bejuttatását értjük. Ilyen vegyületek találhatók például a szerves trágyákban, a hígtrágyákban, a műtrágyákban, a szennyvizekben, a szennyvíziszapban. A nitrátszennyezés miatt veszélybe kerül az emberi egészség és az ökoszisztéma.

A nitrát a növények fő nitrogénforrása, biztosítja a növekedésüket. Viszont a nitrát magas koncentrációban káros az emberekre és a természetre is. A nitrátos vízszennyeződés fő oka a nitrátok mezőgazdasági célú felhasználása során a túlzott trágyázás. A túlzott műtrágyázáskor a nitrátok és a foszfátok gyakran belemosódnak a talajvízbe. Mivel a nitrát nem erősen kötődik a talajhoz és nagyon vízoldékony, az a nitrátmennyiség, amelyet nem vesznek fel a növények, elszivároghat a talajvízbe, onnan pedig bekerül a felszíni vizekbe. Ennek következménye az, hogy az álló- vagy folyóvizekben elszaporodnak az algák (eutrofizáció), ezzel veszélybe kerül a vízi ökoszisztéma és a víz felhasználhatósága.

A fosszilis energiahordozók elégetésekor mint melléktermékek kerülhetnek ki a környezetbe a nitrogéntartalmú vegyületek. A kén-dioxid mellett a nitrogén-oxidok a fő okai a savas esők képződésének. A szulfátok és a nitrátok egy része „savas por” formájában visszahull a földre anélkül, hogy a csapadékkal reagálna. Egyes kutatók feltételezik, hogy ezek belélegzése és a tüdőbetegségek között összefüggés lehet.

A káros mennyiségű nitrát a táplálékláncon keresztül ivóvízzel, magas nitráttartalmú növények fogyasztásával juthat be az emberi szervezetbe. A gyomorban nitritté alakulva súlyos légzési zavart okozhat (methemoglobinémia). A nitrition gátolja a vörösvérsejtek oxigénszállítását. Ez különösen a csecsemőknél veszélyes, akár végzetes is lehet. A nitrátszennyezés összefüggésbe hozható a rákkal, valamint a pajzsmirigy megbetegedésével is.