Podstawowe znaczenie dla funkcjonowania i życia organizmów wodnych ma tlen rozpuszczony w wodzie, który pochodzi z atmosfery oraz fotosyntezy przeprowadzanej przez rośliny przy udziale światła. Tlen odgrywa również kluczową rolę w naturalnych procesach oczyszczania wód. Koncentracja tlenu w poszczególnych warstwach zbiornika wodnego jest ściśle uzależniona od temperatury wody oraz jego typu.
Ze wzrostem temperatury rozpuszczalność tlenu maleje (np. przy 0°C rozpuszcza się 14,6 mg O2/dm³, a przy 20°C tylko 9,1 mg O2/dm³), a im głębszy zbiornik tym bardziej niedotleniona warstwa przydenna.
Przenikanie tlenu z powietrza do wody zachodzi tylko na granicy zetknięcia się tych dwóch środowisk. Stąd wody stojące wchłaniają mniej tlenu niż wody płynące i sfalowane.
W naturalnych procesach wody w zbiornikach mieszają się, co wynika ze specyficznych właściwości wody, która ma największą gęstość w temperaturze 4°C, a powyżej i poniżej tej temperatury staje się lżejsza, co umożliwia jej mieszanie. Zmiany temperatury wody wiosną i jesienią przyczyniają się do najbardziej efektywnego mieszania się wody, natomiast latem i zimą występuje ich stagnacja doprowadzając do deficytów tlenowych.
Okresy niedotlenienia to głównie upalne miesiące letnie, ze względu na wysoką temperaturę wody oraz mroźna zima, gdy warstwa lodu ogranicza przenikanie powietrza do wody.
Tlen zawarty w wodzie zużywany jest na procesy rozkładu materii organicznej przeprowadzane przez bakterie, na oddychanie roślin i zwierząt oraz przemiany chemiczne m.in. utlenianie metanu czy amoniaku w głębinowych warstwach wody.
W zbiornikach wodnych jak jezioro można wyróżnić 2 strefy: prześwietloną, w której przeważa synteza substancji organicznej i produkcja tlenu oraz strefa, w której materia organiczna ulega rozkładowi, a tlen jest zużywany. Z upływem czasu strefa ta powiększa się, co ma ujemny wpływ na stan środowiska wodnego, a szczególnie na stopień jego natlenienia.
Niedobór tlenu rozpuszczonego w wodzie jest powodem ich śnięcia. Niskie poziomy tlenu tolerowane są przez ryby tylko w krótkich odcinkach czasowych. Jednak określenie maksymalnego czasu, w jakim nastąpi śnięcie ryb wskutek niedoboru tlenu nie jest możliwe.
Deficyt tlenowy, gdy utrzymuje się przez dłuższy okres, może spowodować też zmniejszenie płodności ryb lub wstrzymać ich tarło. Zmniejszenie zawartości tlenu poniżej poziomu nasycenia hamuje rozwój embrionalny i zmniejsza wymiary zarodka jak również opóźnia sam wylęg. Narybek wykazuje tendencję do mniejszej odporności na niskie wartości tlenu niż ma to miejsce u ryb starszych.
Istnieje również zależność pomiędzy zawartością tlenu w wodzie, przy zachowaniu optymalnej temperatury, a apetytem ryb. Każdy większy spadek ilości tlenu poniżej życiowe wartości wywiera silny ujemny wpływ i skutkuje stosunkowo powolnym wzrostem.
