Lưu vực hệ thống sông Đồng Nai đi qua 11 tỉnh thành trong đó có nhiều địa phương phát triển công nghiệp như Đồng Nai, Bình Dương, TPHCM… Trước các hoạt động phát triển kinh tế xã hội, sức ép lên môi trường nước ngày càng lớn. Bảo vệ bảo vệ nguồn nước mặt quý giá của lưu vực hệ thống sông Đồng Nai đã trở thành một vấn đề cấp bách của khu vực

Lưu vực hệ thống sông Đồng Nai có chức năng cung cấp nước sinh hoạt cho gần 18 triệu người sinh sống ở 11 tỉnh thành. Theo kết quả quan trắc, dòng chính các sông cơ bản được duy trì ổn định. Tuy nhiên, có lúc có nơi, chất lượng nguồn nước sinh hoạt lấy từ hệ thống sông Đồng Nai bị ô nhiễm nặng. Bởi theo báo cáo, hiện chỉ có 93% khu công nghiệp thuộc lưu vực sông Đồng Nai có nhà máy xử lý nước thải tập trung. Vẫn còn đó 808 doanh nghiệp có nước thải từ 200 m3/ngày đêm trở lên xả thải ra hệ thống sông Đồng Nai. Tại các khu vực cảng Phú Định ở sông chợ Đệm; một số điểm trên sông Sài Gòn, Thị Vải, cửa sông Thị Tính… vẫn xảy ra ô nhiễm cục bộ chất dinh dưỡng.

Về phía tỉnh Bình Dương, từ năm 2011 đến nay, hệ thống quan trắc nước thải tự động đã triển khai và đi vào hoạt động. Hiện nay, Các dữ liệu về chất lượng môi trường nước mặt tại các điểm dọc sông Sài Gòn, sông Đồng Nai và sông Thị Tính luôn luôn được cập nhật, liên tục.  Điều đó giúp cho các nhà quản lý nắm bắt, đánh giá được các diễn biến về chất lượng nguồn nước để kịp thời đưa ra các giải pháp xử lý kịp thời, nhằm giảm thiểu tối đa mức độ ô nhiễm môi trường nước mặt. Không chỉ kiểm soát chất lượng nước thải, Bình Dương cũng thực hiện nhiều giải pháp để kiểm soát chất lượng nguồn nước mặt.

Dự báo tổng lượng nước thải đô thị, nước thải công nghiệp ven lưu vực hệ thống sông Đồng Nai đến năm 2020 lên đến gần 4,5 triệu mét khối/ngày. Vấn đề môi trường lưu vực hệ thống sông Đồng Nai đã trở thành một vấn đề chung, cấp bách của khu vực. Để ngăn chặn triệt để từ gốc các nguồn ô nhiễm, việc thanh kiểm tra, xử lý nghiêm là cần thiết, nhưng việc đầu tư hạ tầng chiến lược chính là căn cơ của vấn đề. Để giải quyết những búc xúc ô nhiễm môi trường hệ thống sông Đồng Nai, các tỉnh cần có tiếng nói chung tạo ra những quả đấm mạnh cả về chính sách lẫn nguồn vốn từ nhiều phía cho môi trường.