水利工程形成的广阔水面，水流速度缓慢，甚至处于相对静止状态，水层透明度增加，加上有丰富的矿质营养成分，促进了水中浮游植物藻类、水生高等植物的生长与发展。但蓝藻、绿藻异常增长，又导致水质变劣，出现富营养化。日本在1974～1975年对37座水库进行调查，其中74%的水库处于中营养以上的水平。苏联对伏尔加河梯级水库群营养水平进行多年观测，有4个水库属中-富营养化类型。水库可促进浮游动物、底栖动物和水生昆虫正常繁殖，为静水鱼类定居、繁衍以及人工放养创造了良好条件，有利库区渔业发展。
水面扩大，水草和鱼虾增殖，会吸引以水草和鱼虾为食的各种鸟类，如白鹭、雁类、天鹅和鹳类等；有的水库成为这些鸟类觅食、繁殖和越冬的场所。
