重金属形态可分为物理聚集状态和
化学结合方式两类。物理聚集状态包括气态、液态和固态，而化学结合方式则涉及原子、分子的结合方式。金属的形态与其来源和进入水体后与水中其他物质可能发生的相互作用相关，不同形态具有不同的生物毒性和环境行为。
重金属形态的研究主要通过
分析化学的方法进行，旨在区分和测定水、土壤环境中重金属的不同形式，并用于环境问题的研究。由于缺乏统一的标准和分析程序，研究方法通常根据具体需求和实验条件确定。常用的分析技术包括
阳极溶出法、0.45μm滤膜分离、Chelex-100
没药树柱和紫外光照等一系列处理技术，能够将重金属区分为溶解态与颗粒态两大类。溶解态重金属还可细分为不稳定态和稳定态、离子态和胶体态、有机态和
无机化合物态；颗粒态重金属则可进一步划分为可交换态、
碳酸根结合态、铁锰氧化物态、含硫化合物和有机质结合态以及残渣态等。国内外已有研究表明，水体中Cu、Pb、Zn、Cd等元素的溶解态可分离出多种形态。
水体中重金属污染程度及其对生物的危害取决于其存在的形态。重金属污染对
生物活性及毒性的影响由其中影响最大的某种形态的含量所决定。因此，重金属形态研究对于理解水体中重金属的迁移转化、生物效应至关重要。近年来，研究人员正在开发一种
计算机程序，通过
热力学平衡计算来预测重金属在天然水体中存在的各种形态及其占比，并考虑了
吸附、沉淀及挥发等多相平衡问题。