L'eau brute désigne l'eau prélevée dans le milieu naturel (nappes souterraines, rivières, lacs, sources) avant tout traitement destiné à la rendre potable. Elle constitue la matière première du service public d'eau potable. Son prélèvement est encadré par des autorisations préfectorales (loi sur l'eau de 2006), qui fixent les volumes, les points de captage, les usages autorisés et les exigences de qualité minimale.
L'eau brute peut contenir un très grand nombre de contaminants, d'origine agricole, industrielle, urbaine ou naturelle. En 2022, les campagnes de surveillance du ministère de la santé ont identifié plus de 700 substances différentes dans les eaux brutes destinées à la production d'eau potable : pesticides et leurs métabolites, résidus de médicaments, sous-produits de désinfection, composés fluorés persistants comme les PFAS, et nombre de contaminants émergents non réglementés. Or la réglementation ne couvre qu'une centaine de paramètres : la grande majorité des substances détectées n'a ni valeur réglementaire ni protocole de traitement systématique. Cette situation reporte le coût du traitement sur le service d'eau potable, alors que la pollution vient souvent de l'amont, en contradiction avec le principe pollueur-payeur. Ce diagnostic plaide pour une protection des ressources en amont plutôt qu'un traitement curatif en aval.
