Река Миасс - главная водообеспечивающая артерия города. Качество воды на подходах и в пределах города не равнозначно. Вода реки Миасс в створе 3,8 км выше города Челябинска, 0,05 км ниже плотины Шершневского водохранилища характеризуется удовлетворительным кислородным режимом: в 1989, 1996, 2007 и 2009 годах содержание растворенного кислорода колебалось в пределах 7,85 - 15,3 мг/куб. дм, насыщение воды кислородом соответствовало 67 - 125%.
По химическому составу вода реки Миасс в данном створе относится к гидрокарбонатному классу, группе кальция. Кислородный режим реки Миасс выше города Челябинска хороший, содержание растворенного в воде кислорода варьировалось от 8,82 до 13,5 мг/л (отчет за 2009 год). Величина минерализации в течение года изменялась от 282 до 317 мг/л. Среднегодовые концентрации биогенных и органических соединений не превышали предельно допустимых значений.
Река Миасс, как водная артерия крупного промышленного узла и жилищного массива, несет значительную антропогенную нагрузку. Свыше 20 предприятий и организаций города осуществляют сброс в нее промышленных и хозяйственно-бытовых сточных вод, в результате чего речной сток более чем на 90% состоит из сточных вод, что способствует образованию на участке реки ниже города зоны повышенного химического загрязнения. Загрязнение реки Миасс происходит за счет сброса ливневых вод с территории города и промышленно-ливневых - с территории промышленных предприятий, а также за счет перелива хозфекальных стоков. Сточные воды данной категории образуются в результате контакта атмосферных осадков с загрязнениями, находящимися на территориях хранения отходов производства и быта (шлако- и золоотвалы, шламохранилища, городские свалки мусора и снега, накопители высокотоксичных сточных вод и др.). Выпуски ливневой канализации в некоторых случаях служат коллекторами для сброса сточных вод отдельных предприятий.
Несмотря на снижение концентраций по ряду показателей, по-прежнему, качество воды в реке Миасс ниже города Челябинска не соответствует рыбохозяйственным нормативам: отмечен высокий уровень загрязнения воды азотом нитритов, во внутригодовой динамике наблюдались случаи высокого загрязнения азотом аммония и нефтепродуктами, отмечалось нарушение нормативов фосфатов, органических соединений и других загрязняющих веществ.