" Mieux vaut prévenir que guérir " . À l'évidence, mieux vaut ne pas polluer que de chercher à réparer les effets de la pollution. Il convient donc de lutter dans la mesure du possible à la source même de celle-ci en encourageant le développement de technologies plus propres et l'utilisation de produits biodégradables, en limitant la pollution agricole, en gérant mieux les pluies d'orage et en garantissant l'étanchéité des décharges publiques et des dépôts de produits toxiques.

Pour limiter les pollutions diffuses d’origine agricole, les " bonnes pratiques " conciliant productivité et protection de la nature doivent être favorisées. Mais sur la définition de ces bonnes pratiques, les avis divergent. Pour les tenants d’une agriculture dite raisonnée, cela consiste à apporter, aux bons moments, les quantités exactes de produits (eau, engrais ou pesticides) dont les plantes ont besoin. Quelques-uns vont même plus loin en affirmant la nécessité de moduler ces apports au sein d’une même parcelle, afin de prendre en compte la variation de qualité de son sol. On peut en effet diminuer la pollution en modérant l’épandage d'engrais minéraux et animaux, en fractionnant les apports d'azote dans le temps et en les répartissant mieux entre les différentes cultures, ou encore en agissant sur le choix des techniques de lutte contre les ennemis des cultures, sur les modes de traitement et sur le moment où l’on traite.

Mais les tenants de l’agriculture biologique condamnent cette façon de raisonner qu’ils estiment fondée sur les mêmes critères de rentabilité et de compétition que les modes de production utilisés jusque-là et qui sont à l’origine des dommages auxquels il faut désormais remédier. Ils craignent la mécanisation à outrance de l’agriculture que cette logique va nécessairement engendrer, une mécanisation qui coûtera cher, sans succès assuré du point de vue de la préservation de l’environnement, qui maintiendra les agriculteurs à distance du processus de production et qui standardisera l’alimentation. Ils préconisent de revoir entièrement les modes de production, lesquels, fondés sur la monoculture intensive de variétés à hauts rendements, ont engendré la dépendance des cultures notamment vis-à-vis des pesticides. Ils prônent l’usage de variétés agricoles plus résistantes, la rotation des cultures, le travail du sol, la réduction de la densité des semis et la limitation des semis précoces (deux facteurs favorisant l’accroissement des risques de maladie), l’utilisation de produits biologiques, ou encore une meilleure occupation des sols afin de limiter le ruissellement et le transfert des engrais et des pesticides vers les cours d’eau (couverture hivernale dans les vignes, couvert végétal sur les parcelles entre deux récoltes, enherbement des bords des cours d’eau et des fossés …).

Par ailleurs, dans les zones urbaines, les pluies d'orage peuvent être très néfastes pour les cours d’eau. Après avoir ruisselé sur les sols imperméabilisés (rues, trottoirs, parkings, …) et les toitures, les eaux de pluie entraînent en effet, jusque dans les égouts, poussières, détritus, hydrocarbures automobiles, et/ou suies de combustion et d'incinération d'ordures ménagères qui s’y étaient accumulés. Or, lorsque les eaux de pluie sont collectées en même temps que les eaux usées domestiques dans des réseaux dits " unitaires " , ceux-ci peuvent déborder en cas d'orage et entraîner la pollution domestique directement et sans traitement dans les rivières. Il en résulte alors une pollution brève mais intense, à laquelle de nombreux poissons ne résistent pas, par manque d’oxygène. En revanche, quand les eaux de ruissellement et les eaux domestiques usées sont collectées séparément, dans des réseaux " séparatifs " , la pollution reste limitée à celle des eaux de ruissellement : elle est donc beaucoup moins forte.
Pour éviter ce type de pollution, le développement de réseaux séparatifs devrait être préconisé pour les zones très urbanisées, et les eaux de pluie pourraient en outre être elles-mêmes assainies. D’autres solutions existent comme de construire des chaussées poreuses destinées à réduire le débit de pointe dans les égouts durant les orages, ou encore d’aménager des bassins de stockage afin de récupérer et de stocker le trop plein d’effluents par temps de pluie, lequel pourrait ensuite être assaini.
En attendant, divers remèdes ont été développés pour pallier le manque d'oxygène induit dans les rivières par les pluies d'orage. À Paris, des rampes d'oxygénation ont été mises en place dans la Seine, afin de créer des zones où les poissons peuvent se réfugier. Sur la Tamise, des " bateaux bulles " , équipés de pompes et de diffuseurs, insufflent de fines bulles d'oxygène dans l'eau en cas d'orage estival.

Établissements publics de l'Etat, les Agences de l'eau (voir le chapitre En France) apportent des conseils techniques aux élus, aux industriels et aux agriculteurs. Elles leur fournissent des aides financières afin d'entreprendre les travaux nécessaires à la lutte contre la pollution des eaux et à la protection des ressources en eau.
Les agences de l'eau perçoivent des redevances auprès des différents usagers de l'eau pour la pollution que ceux-ci occasionnent ou pour les prélèvements d'eau qu'ils effectuent. Ces fonds sont ensuite redistribués sous forme d'aides financières (prêts, subventions) aux collectivités locales, aux industriels et aux agriculteurs pour la réalisation de travaux de lutte contre la pollution (construction, extension ou amélioration des stations d'épuration et des réseaux de collecte des eaux usées, mise en place de procédés de production plus propres…).