污染物转化是指污染物在环境中通过物理的、化学的或生物的作用改变其形态或转变为另一种物质的过程。

各种污染物转化的过程取决于它们的物理化学性质和所处的环境条件，此转化过程往往与迁移过程随伴进行。污染物的物理转化可通过蒸发、渗透、凝聚、吸附以及放射性元素的蜕变等一种或几种过程来实现。污染物的化学转化以光化学反应、氧化还原和络合水解等作用最为常见。

生物转化是污染物通过生物的吸收和代谢作用而发生的转化。例如，大气中的二氧化硫（依次污染物）经光化学氧化作用或在雨滴中有铁、锰离子存在的催化氧化作用而转化为硫酸或硫酸盐（二次污染物）；同时也发生由气态（二氧化硫）转化为液态（硫酸）或固态（硫酸盐）的物理转化。水环境中重金属的氧化还原反应，使污染物的价态发生变化，如三价铬转化为六价铬，三价砷转化为五价砷；有害物质的水解，会使它分解而转化为另一种性质的物质，这些都是污染物的化学转化。微生物在合适的环境条件下会使含氮、硫、磷的污染物转化为其他无毒或毒性不大的化合物，如有机氮被生物转化为氨态氮或硝态氮，硫酸盐还原菌可使土壤中的硫酸盐还原成硫化氢气体进入大气；许多土壤中的有机物通过微生物的降解而转化为其他衍生物或二氧化碳和水等无害物。污染物在环境中的转化往往是物理的、化学的和生物的作用伴随发生的。