Санитарная охрана источников питьевого водоснабжения осуществляется путем организации на водосборных бассейнах зон санитарной охраны. Органами Государственного санитарного надзора утверждено «Положение о проектировании зон санитарной охраны централизованного водоснабжения и водных источников», обязательное для всех организаций, проектирующих и строящих системы водоснабжения, и для всех водопроводных предприятий.

Зона санитарной охраны поверхностного источника водоснабжения представляет собой специально выделенную территорию, охватывающую используемый водоем и частично бассейн его питания. На этой территории устанавливается режим, обеспечивающий надежную защиту источника водоснабжения от загрязнения и сохранение требуемых санитарных качеств воды.

Проект зоны санитарной охраны составляет неотъемлемую часть каждого проекта водоснабжения, без которой он не может быть утвержден. Проект должен содержать установление границ зоны санитарной охраны и пеоечень мероприятий по санитарному оздоровлению территории зоны. Составление проекта зоны санитарной охраны производится на базе тщательных изысканий на местности, позволяющих выявить источники питания используемых водоемов и возможные источники их загрязнения. Проект зоны санитарной охраны согласовывается с органами Государственного санитарного надзора и утверждается теми же организациями, которые утверждают проект системы водоснабжения.

Зона санитарной охраны включает в себя два пояса.

Первый пояс (пояс строгого режима) охватывает часть используемого водоема в месте забора воды из него и территорию расположения головных водопроводных сооружений (водоприемники, насосные и очистные станции, резервуары). Территория первого пояса изолируется от доступа посторонних лиц и по возможности окружается зелеными насаждениями. Постоянное проживание людей в первой зоне, как правило, не допускается.

Второй пояс санитарной охраны включает источник водоснабжения (водоем) и бассейн его питания, т. е. все территории и акватории, которые могут оказать влияние на качество воды источника, используемого для водоснабжения. Территория второго пояса определяется в основом соответствующими водоразделами.
Для крупных и средних рек не представляется возможным включить в зону санитарной охраны весь водосборный бассейн, и граница зоны определяется расстоянием (вверх по течению) от места водозабора, достаточным для самоочищения реки от сбрасываемых в нее загрязнений.
В пределах второго пояса зоны санитарной охраны должен быть обеспечен ряд оздоровительных мероприятий и введен ряд ограничений в хозяйственную деятельность с целью защиты источника водоснабжения от недопустимого ухудшения качества воды в нем.
При определении требуемых мероприятий должны учитываться характер используемого водоема, его способность к самоочищению, а также все существующие и возможные источники прямого и косвенного загрязнения водоема.

Проекты зон санитарной охраны подземных источников водоснабжения составляются после проведения специальных изысканий на местности, имеющих целью выяснить гидрогеологические условия района направление й скорость подземного потока, условия и районы его питания, возможные источники загрязнения подземных вод, наличие нарушений почвенных слоев и т. д.

При использовании подземных вод зона санитарной охраны также разделяется на два пояса.
Первый пояс охватывает территорию, на которой располагаются водосборные колодцы или скважины (с учетом перспективы развития водопровода) и связанные с ними насосные станции, установки для обработки воды и резервуары. Границы первого пояса зоны санитарной охраны устанавливаются с учетом характера рельефа местности и направления грунтового потока. Размер территории первого пояса определяют исходя из необходимости иметь для приема грунтовых вод вокруг артезианской скважины площадь порядка 0,25 га и вокруг колодцев площадь около 0,7—1 га. Территория первого пояса должна быть спланирована для возможности отвода поверхностного стока за пределы границ зоны. Так же как и для поверхностных вод, в первом поясе зоны санитарной охраны подземных вод не допускается проживание людей, нахождение посторонних лиц, содержание скота, а также употребление органических удобрений или ядохимикатов для посадок и посевов.
Второй пояс (зона ограничений) представляет собой территорию, для которой вводятся определенные ограничения ее использования с тем, чтобы предотвратить возможность загрязнения эксплуатируемого водоносного пласта. Границы второго пояса устанавливаются в зависимости от местных гидрогеологических условий и характера использования подземного потока. На территории второго пояса должны проводиться следующие предупредительные мероприятия: выявление и тапонаж старых и неработающих скважин, приведение в порядок дефектных скважин, выявление и ликвидация имеющихся поглощающих колодцев, благоустройство населенных мест, расположенных на территории зоны, с целью защиты используемого водоносного пласта от поступлений всевозможных загрязнений с поверхности. Во втором поясе зоны санитарной охраны не допускаются какие-либо работы, связанные с нарушением пород, перекрывающих сверху используемый воденосный пласт.
Проведение всех мероприятий по организации второго пояса зоны санитарной охраны, предусмотренных утвержденным проектом (как для поверхностных, так и для подземных источников), осуществляют те предприятия, учреждения или организации, которые используют данную территорию, а также те, деятельность которых вызвала санитарное неблагополучие.

Территория, на которой располагаются головные водопроводные сооружения (водоприемники, насосные станции, сооружения для очистки воды и т. п.), передается местными Советами депутатов трудящихся в ведение водопроводного предприятия. Обычно вся территория первого пояса зоны санитарной охраны находится в непосредственном ведении водопроводного предприятия, которое и обеспечивает на этой территории предусмотренный проектом санитарный режим.
Контроль за содержанием зон санитарной охраны осуществляется органами Государственного санитарного надзора.