산단에서 발생한 폐수가 시화호로 흘러들어갔다. 수질을 점진적으로 개선하였으나, 상황에 따라 수질의 상태가 저하되기도 한다.
산단개발 이후, 상당 기간 동안 안산 하수처리장의 처리용량이 부족하여 처리장으로 유입되는 폐수의 일부가 그대로 시화호로 방류되었다. 현재는 폐수를 시화 하수처리장으로 유도하고 있다. 시화호는 초기의 급격한 수질오염 이후 1996년부터 안산 하수처리장 방류수 유입차단, 공단우수토구를 통한 오염우수 유입차단, 도심하천 산화지 설치, 해수 유출입을 통한 해수화, 인공습지 조성 등의 환경개선 노력으로 수질이 개선되어 2000년 이후 안정된 수질 변화를 보이고 있다. 그러나 시화호는 아직 3급수이며, 여름철 강우(담수) 유입으로 성층이 형성되어 심층의 빈산소층 형성, 상류 수역의 적조 발생 등의 현상이 나타나고 있다.