Il fiume Arno ha un bacino pluviale di circa 8270 Kmq, un percorso di 250 Km, di cui 60 nella Provincia di Pisa. Ha un regime torrentizio con portate medie nel basso corso che vanno da 4-6 mc/s nel periodo estivo a piene di 3000 mc/s nel periodo autunnale.
La qualità delle sue acque nel tratto pisano risente degli scarichi a monte, sia quelli di tipo domestico che quelli industriali.
Nel tratto pisano infatti non sono presenti immissioni di scarichi nel fiume dato che i livelli di piena si innalzano oltre il piano di campagna, ed eventuali condotte di immissione funzionerebbero durante le piene in senso inverso. Nel periodo estivo l'inquinamento delle acque è maggiormente avvertibile a causa di una serie di fattori (scarsa portata, temperatura più alta con riduzione della quantità di ossigeno disciolto ed accelerazione dei processi di degradazione, fioriture algali).
Nel periodo autunnale le prime abbondanti piogge possono a loro volta portare un contributo fortemente inquinante, per il dilavamento di superfici impermeabilizzate in aree urbane, per la asportazione dei sedimenti depositati nei condotti fognari, e per l'apporto di sostanza organica dai terreni agricoli. Successivamente l'aumento della portata diluisce le sostanze inquinanti e le porta a mare, ma aumenta il pericolo di esondazioni.
In occasione della pubblicazione del Piano Strutturale per la elaborazione del nuovo PRG del Comune di Pisa è stata inserita in linea la relazione sul sistema idraulico del fiume Arno, redatta a cura dell'Ufficio di Piano.