2003年三峡水库蓄水前，国务院三峡工程验收组在大坝表面发现了80多条裂缝，此事经媒体披露后，引起社会上对三峡工程质量的纷纷议论。但据验收组副组长潘家铮解释，这些裂缝的确存在，但极为细微，最宽不超过0.2毫米，对大坝安全几乎没有影响，而且这些裂缝的产生均为技术问题，绝非质量问题，世界上其他一切水电站也都存在这种裂缝。
2005年1月，中国国家环境保护总局公布了三十个未办理环保手续就违规开工的工程项目名单，其中包括三峡电源电站和三峡地下电站。三峡总公司一开始对此极力争辩，并不顾环保总局的停工命令，继续施工，双方形成顶牛之势。后来在国家发展和改革委员会的调解下，三峡总公司被迫认错停工，缴纳罚款。直到2005年4月，在补办完所有手续后，方又重新开工。
三峡工程自开工以来，就一直有媒体报道其中存在部分贪污腐败现象。到2004年末，查处的贪污资金已有4000多万，大部分都是挪用或者侵占移民款。
从三峡工程筹建的那一刻起，它就与各种争议相伴。早期的不同意见多偏重于经济和技术因素，普遍认为经济上无法支撑，技术上也无法也难以实现预定目标，并且移民的难度极大。
到了1980年代后，随着改革开放的持续，中国国内关于三峡工程的争论更加广泛，涵盖了政治、经济、移民、环境、文物、旅游等各个方面。三峡工程存在着各种各样的风险。例如，究竟要投入多少资金，资金从何筹集，如何调拨，如何使用，使用过程中是否存在贪腐？再如，建设质量如何保证，出现过多少裂缝和其他事故、隐患？——迄今公众没有看到过相关报告，他们只是从官员们在“胜利取得什么什么进展”的宣布中偶然透露的片言只语里隐约知道曾经有过裂缝或其它。
中国防汛抗旱总指挥部秘书长、水利部副部长鄂竟平说，一些媒体在报道中笼统地讲今年三峡大坝可防御百年一遇的洪水是不准确的，这必须到三峡工程全部竣工后才能办到。——为什么媒体会向公众发出不准确的信息？这正是因为媒体自己也不明白真实的三峡工程。以己之昏昏，欲令人之昭昭，只能助长不知情所带来的风险。
这位官员又说，即便三峡工程完全建成也不能完全解决长江的超额洪量问题。三峡大坝以下还有八十万平方公里的汇水面积。遇1954年型大洪水时，即使三峡工程完全竣工、发挥最终防洪效益，长江中下游仍有三百多亿立方米的超额洪水需靠分洪解决。——这种说法再一次重创公众的期待。原来三峡工程并不能彻底解除长江中下游的水患。
我们可以表示理解并且接受这样的事实，即无论一个水库多么巨大和先进，也未必能彻底解决广袤地区的水患。但是，是什么理由妨碍了官方将事实早一点告知公众呢？是什么理由使得官方不愿意把三峡工程的利弊大大方方讲出来呢？是什么理由要让公众在工程完工以后才能知道工程的利弊呢？是什么理由不能让公众参与讨论关乎国计民生的重大工程建设呢？最后，关于三峡工程，还有多少资讯公众仍不知晓？
在环保方面，在清淤方面，在移民方面，在设计方面，在监理方面，在安全方面……公众迄今只知道主建派的说辞，方方面面到底存在什么问题？问题严重性如何？解决方案是否可行？有何缺漏？如何弥补？公众有权提出疑虑，同时有权知道如何解除这些疑虑。如果不知道，疑虑就无法消除，这就产生巨大的风险。
建设三峡工程是全民大事，它的代价是由全民来承担，那么，当全民对工程所知寥寥或者只能得到片面信息之时，他们对工程的信心也就非常脆弱，对工程的风险也就缺乏足够的承受力。如果公众蒙在鼓里，只能靠零零星星的资讯来拼凑真相，他们就永远不会相信掌握了真相，事实与盲目的信心期待之落差就会越来越大，从而酝酿出越来越大的风险。一旦信心被颠覆，就将是巨大的危险。
移民是三峡工程最大的难点，在工程总投资中，用于移民安置的经费便占到了45%。当三峡蓄水完成后，将会淹没129座城镇，其中包括万州、涪陵等两座中等城市和十多座小城市，会产生113万移民，在世界工程史上绝无仅有，并且如果库尾水位超出预计，还会再增加新的移民数量。移民的安置主要通过就地后靠或者就近搬迁来解决，但后来发现，水库淹没了大量耕地，从而导致整个库区人多地少，生态环境趋于恶化，于是对农村人口又增加了一种移民方式，就是由政府安排，举家外迁至其他省份居住，目前已经有大约14万名库区移民迁到了上海、江苏、浙江、安徽、福建、江西、山东、湖北（库区外）、湖南、广东、重庆（库区外）、四川等省市生活。
为解决移民问题，政府在1980年代中期曾筹备设立三峡省予以统筹管理，但后来考虑到该地区较为贫困，新成立的省恐难以实现经济自立，并且湖北省抵制情绪严重，方案最终只得作罢。到了三峡工程正式开工后，为促进占库区移民总数85%的重庆市在移民问题上的积极性和主导性，中央政府决定推动重庆升格为直辖市，并在1997年3月14日由全国人大以88%的赞成票通过。重庆直辖市于当年6月14日正式成立，包括了原四川省的重庆、万州、涪陵和黔江四个地区的范围，因此它虽然被称为市，但实质上更接近于省。
三峡工程实行“开发性移民”模式，即在移民的同时，也伴随进行大规模的基础设施建造和产业建设，根本目的是要改善民众的生活水平。其经费除了由三峡建设基金拨付外，三峡总公司在电站投产后的若干年内每年也要支付给地方政府一笔资金用于移民安置。此外，国家还要求全国的二十一个省市，每个省对口支援三峡库区的一个县。但目前的现状是，虽然移民城镇的基础建设较快，但是工业发展较差，大批搬迁的企业破产倒闭，库区整体呈现出一种产业空心化的状态，经济增长缓慢，失业率较高，并引发一系列社会问题，如导致数万人包围政府机关的“万州事件”。
由于有三门峡水电站的前车之鉴，因此泥沙问题始终是三峡工程技术讨论的重中之重。据测算，长江上游江水每立方米含沙1.2千克左右，每年通过坝址的沙量在5亿吨以上。在三峡工程未建前，这些泥沙大量淤积在曲折的荆江河段，抬高了河床水位，并危胁到整个江汉平原和洞庭湖平原的安危。
当三峡水库形成后，受水势变缓和库尾地区回水影响，泥沙必然会在水库内尤其是大坝和库尾（回水的影响）淤积。不过乐观者认为，长江的含沙量有季节性差异，汛期江水中的含沙比例比枯水期来得大，因此三峡水电站可以采用“蓄清排浑”的方法来应对，即在汛期时加大排水量使浑水出库，在枯水季节大量蓄积清水，便可以减少泥沙在水库内的淤积，这种方式与目前水电站的一般运行方式基本一致，所以不用过于担心三峡的泥沙淤积问题。他们认为在三峡蓄水的初期，排沙比例只有30%至40%，将发生轻度淤积，但主要是填充死库容，影响不大，随着水库运行时间的增长，排沙比例会逐渐提高，在80至100年后，将基本达到平衡，不再出现新的淤积，旧有淤积也可以通过由临时船闸改建的泄沙通道和加强疏浚等方法清理。那时水库将依然保持90%左右的库容，不会对发电、航运以及沿岸城镇尤其是重庆造成大的不良影响，而且随着长江上游植树造林、水土保持工作的进展，江水的泥沙含量也将缓慢下降。
但是工程的反对者如黄万里等认为，长江上游河流所携裹的除了泥沙，还有颗粒较大的鹅卵石，在三峡大坝筑起后将极难排出，会造成堵塞，并向上游延伸，进而影响重庆。此后在2002年10月，国务院批准由三峡总公司承建长江上游干流金沙江上的乌东德、白鹤滩、溪洛渡和向家坝等四座巨型水电站，其建设目的之一就是为了分担三峡库区的泥沙淤积，减缓三峡库区的泥沙淤积速度，这也再度引起某些人们对三峡泥沙问题的担忧。
与泥沙淤积问题同样极具争议的，还有水位问题。在三峡蓄水至135米后，有人发现从大坝到库尾之间的水位落差多达34.7米，远远超过了工程论证报告认为的0.4米，因此担忧重庆可能会在三峡完全蓄水后被淹没。不过三峡验收组副组长潘家铮对此解释，论证报告中计算的是满蓄水后的情况，而现在的库尾水位其实是天然水位，它和大坝水位目前存在着巨大落差并不令人意外。
三峡工程对环境和生态的影响非常广，其中对库区的影响最直接和显著，对长江流域也存在重大影响，甚至还有人认为三峡工程将会使得全球的气候和海洋环境发生重大变化。
库区人们对三峡工程影响环境的最大担忧来自于水库的污染。目前三峡两岸城镇和游客的排放的污水和生活垃圾，都未经处理直接排入长江。在蓄水后，由于水流静态化，污染物不能及时下泻而蓄积在水库中，因此已经造成了水质恶化和垃圾漂浮，并可能引发传染病，部分城镇已在其他水源采集生活用水。同时大批移民开垦荒地，也加剧了水体污染，并产生水土流失的现象。对此，当地政府正在大力兴建污水处理厂和垃圾填埋场以期解决污染问题，如果发现污染过于严重，也可能会采取大坝增加下泄流量来实现换水。
三峡水库库容极大，因此必然会增加库区地震的频率。但支持工程的人士认为，当时论证坝址时，非常重要的一个考虑因素就是地质条件，三斗坪附近的岩体比较完整，断裂少，历史上也极少发生有感地震，因此不大可能发生破坏剧烈的强震。三斗坪的上游地区，地质条件主要是碳酸盐岩，发生地震的可能性较大，但烈度估计最高也不会超过6级，而三峡的主要建筑物都是按照防7级地震烈度来设计的。由于三峡两岸山体下部未来长期处于浸泡之中，因此发生山体滑坡、塌方和泥石流的频率会有所增加，这将是三峡工程所能造成的主要地质灾害。而工程的反对者们则质疑论证过程只考虑了地质的静态状况，没有考虑蓄水后可能带来的地质条件质变。
根据葛洲坝水电站的运行经验，三峡工程将会对周边生态造成严重的冲击。因为有大坝阻隔，鱼类无法正常通过三峡，它们的生活习性和遗传等会发生变异。三峡完全蓄水后将淹没560多种陆生珍稀植物，但它们中的绝大多数在淹没线以上也有分布，只有疏花水柏枝和荷叶铁线蕨两种完全在淹没线以下，现均已迁植。
三峡蓄水后，水域面积扩大，水的蒸发量上升，因此会造成附近地区日夜温差缩小，改变库区的气候环境。由于水势和含沙量的变化，三峡还可能改变下游河段的河水流向和冲积程度，甚至可能会对东海产生一些影响，并进而改变全球的环境。但是考虑到海洋的互通性，以及长江在三峡以下的一千多公里流程中还有湘江、汉江、赣江等多条重要支流的水量汇入，因此估计不会对全球海洋和气候环境造成较大的影响。而且环境的变化是由多种可变因素交织形成的，极其复杂，所以也无法确定三峡工程对环境影响的明细程度。
除了对环境的负面影响，在某种程度上，三峡工程也会对环境产生有益的作用。水能是一种清洁能源，三峡水电站的建设，将会代替大批火电机组，使每年的煤炭消耗减少5000万吨，并减少二氧化硫等污染物和引起温室效应的二氧化碳的排放量，间接实现了环保。 三峡建成后，坝区附近的天气气候受到明显的影响，冷暖无常，破坏了几千年来的地质环境，进而破坏了微生物群体，所带来的无形损失不可估量。
