水利工程生物分布效应表现在生物时空分布上的变化。有的水库生物群落及其特征基本上与湖泊类似，分为沿岸带生物群落、敞水带生物群落和深水带生物群落。沿岸带生物种类繁多，常见的淡水水生生物和生态类群在沿岸带均有分布。其种类和数量受水库水位涨落的影响极大。当水位涨落有规律或缓慢时，可以促进沿岸带生物群落（种类和数量）分布的发展。如果是骤然性的涨落，则不利于沿岸带生物群落生长，有时会使其死亡。

鱼类分布在很大程度上受水温、溶解氧和饵料分布的影响。有的水利工程（水库）使水温和溶解氧在垂向上发生分层现象，鱼类因而也成层分布．以浮游生物为食的鱼类多在上层活动，多为暖水生鱼类，而以底栖生物为食的鱼类常栖居水底层，对低溶解氧耐受能力较强。

微生物分布也出现分层现象。水底层和沉积物中主要是各类厌氧微生物，如甲烷细菌、反硝化细菌和反硫化细菌。底层厌氧细菌有异养细菌和化能自养菌；表层水则分布有光能自养细菌和好氧性细菌。

水利工程引起水流速度和水深变化，影响到底栖动物的种群分布、密度和数量。许多杂草丛生的河湖沿岸是钉螺适宜的繁殖场所。水库浅水区有利于蚊虫幼虫滋生。美国发现一些水库在非常洪水和持续洪水水位情况下，水生昆虫蜉蝣和石蚕蛾大量死亡，其优势被双翅目水生昆虫所取代。当水位降至正常水位后，原来的种群才能逐渐恢复。