Vesiensuojelulla tarkoitetaan vesivarojen säästämistä ja suojelua, joka ei koske pelkästään pintavettä, kuten järviä, jokia ja valtameriä, vaan myös maanalaisia vesilähteitä, kuten pohjavesiä. Tällaisen suojelun tarkoituksena on säilyttää täysin alueen biologinen monimuotoisuus ja tarjota samalla terveellistä juomavettä ihmisille. Veden suojelutoimia tehostetaan ja ne perustuvat tieteelliseen tutkimukseen, jota käytetään ongelmien tunnistamiseen ja mahdollisiin ratkaisuihin.
Yksi vesiympäristön säilyttämisen keskeisistä tavoitteista on yksinkertaisesti pysäyttää tai estää veden pilaantuminen. Vaikka vedessä on aina jonkin verran epäpuhtauksia, saattaa olla aikoja, jolloin näistä epäpuhtauksista tulee haitallisia vedestä riippuvaisille organismeille. Tämä voi johtaa tiettyjen organismien kuolemaan ja mahdollisesti käynnistää ketjureaktion, joka voi vaikuttaa koko ravintoketjuun.
Tutkimuksen tulisi käsitellä monia erilaisia ja tärkeitä kysymyksiä. Tieteellinen tutkimus voisi esimerkiksi auttaa tunnistamaan, mitkä epäpuhtaudet ovat vaarallisia ja millä tasoilla niistä tulee vaarallisia. Se voi myös auttaa määrittämään, esiintyykö näitä epäpuhtauksia luonnossa vai vaikuttavatko ne jollakin tavalla ihmisten toimintaan alueella. Jos ihmisten epäillään olevan saastumisen lähde, se voi tunnistaa mahdolliset saastumislähteet erityisesti, kuten tehtaan.
Usein vesien suojelu ei perustu pelkästään tieteelliseen tutkimukseen vaan myös sääntely- ja täytäntöönpanotoimiin tavoitteidensa saavuttamiseksi. Esimerkiksi yritykset ovat havainneet saastuttavan pohja- tai pintaveden saatavan sakot tai jopa sulkeneet vakavimmissa tapauksissa. Tällaiset toimenpiteet eivät olisi mahdollisia, jos tiede ja lainsäädäntö- ja toimeenpanovallat eivät toimisi yhdessä yhteisen edun hyväksi.
Toinen vesien suojelun keskeinen tavoite on selvittää, onko vesivarojen käyttö kestävää pitkällä aikavälillä. Tämä voi sisältää kastelua ja juomavettä sekä virkistysveden käyttöä. Joissakin tapauksissa jopa vesiympäristön virkistyskäyttö voi lopulta olla haitallista sille. Siksi käyttäjien on toimittava vastuullisesti ja ymmärrettävä olevansa vuorovaikutuksessa herkän ympäristön kanssa.
Kaiken kaikkiaan vesiensuojelutyöt perustuvat suuren yleisön tukeen menestyäkseen. Jos yleisö ei ollut tietoinen tai epäselvä suojelutoimien suhteen, ohjelma todennäköisesti epäonnistuu. Siksi koulutus ja tiedotus ovat muita tärkeitä näkökohtia veden suojelussa, varsinkin kun kysymykset ovat monimutkaisia. Luonnonsuojelualan ammattilaiset käyttävät usein suuren osan ajastaan yleisön kouluttamiseen tällaisten toimien tärkeydestä.