Tỉnh Thái Nguyên có lượng mưa trung bình khá lớn khoảng 2000-2500 mm/năm.Cao hơn bình quân cả nước tới 200-300mm/năm. Do vậy trữ lượng nước mặt của tỉnh Thái Nguyên khá lớn 6,4 tỉ m3/năm, nước tự nhiên tồn tại ở sông, hồ, ao, suối. Mạng lưới sông ngòi dày đặc 0,95 – 1,2 km/km2 đều là các dong chảy thường xuyên, quanh năm có nước với hai con sông lớn đó là sông Cầu và sông Công [8].
Trong vòng hai năm trở lại đây, tỉnh Thái Nguyên đã thống kê và đưa vào danh sách 35 cơ sở gây ô nhiễm môi trường, 29 cơ sở gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Hiện nay, đã có một số đơn vị hoàn thành kế hoạch xử lý ô nhiễm, tuy nhiên vẫn chưa có đơn vị nào báo cáo kết quả hoàn thành kế hoạch xử lý triệt để ô nhiễm. Kết quả điều tra, khảo sát, quan trắc đánh giá hiện trạng môi trường định kỳ trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên cho thấy, chất lượng môi trường không khí, nguồn nước tại các khu công nghiệp, Cụm công nghiệp, nhà máy xí nghiệp, khu đô thị nằm trên địa bàn lưu vực sông Cầu đều có biểu hiện
ô nhiễm. Trong đó, khu công nghiệp Lưu Xá, các nhà máy sản xuất xi măng, luyện thép... hàm lượng bụi tại các khu vực này vượt tiêu chuẩn cho phép dao động từ 2 - 5 lần. Đáng chú ý, ô nhiễm bụi điển hình tại các khu vực xung quanh Nhà máy sản xuất xi măng, có thời điểm mùa khô mức độ ô nhiễm bụi tăng lên vượt tiêu chuẩn cho phép 7 - 8 lần.
Chất lượng nước đoạn trung lưu sông Cầu chảy qua TP. Thái Nguyên khu vực có mức độ phát triển kinh tế tương đối cao, đã suy giảm một cách nghiêm trọng. Hầu hết các chỉ tiêu chất lượng nước đều không đạt tiêu chuẩn chất lượng nguồn loại A (TCVN 5942 -1995). Nhiều nơi, nhiều chỉ tiêu không đạt nguồn loại B, nhất là vào những tháng mùa kiệt, khi nước ở thượng nguồn ít.
Sự ô nhiễm thể hiện cục bộ tại một sốđiểm “đen” về môi trường của tỉnh như đoạn sông sau nguồn thải nhà máy giấy Hoàng Văn Thụ, khu công nghiệp Gang Thép Thái Nguyên. Các kết quả quan trắc tại các điểm này đều cho hàm lương BOD5, COD vượt tiêu chuẩn loại A, B. Hàm lượng SS và dầu mỡ cao, hàm lượng chất dinh dưỡng ( N- NH4+,N-NO2-, N-NO3-) đều vượt chuẩn [14]