Die Wasserqualität des Rheins hat sich seit den 1970er Jahren kontinuierlich verbessert. Neben der Belastung durch Schwermetalle ging auch die durch organische Stoffe merklich zurück – der Rhein ist heute sauberer und spürbar artenreicher. Auch wenn durch Kanäle viele nicht heimische Tier- und Pflanzen in den Rhein eingeschleppt wurden, gibt es heute wieder mehr Fischarten als zu Zeiten der großen Wasserbelastungen. Für diese positive Entwicklung sind verschiedene Maßnahmen verantwortlich, wie z.B. eine verbesserte Abwasserklärung, verschärfte Auflagen für industrielle Einleitungen und nicht zuletzt das Aktionsprogramm Rhein der IKSR.

Punktuell existieren aber immer noch Belastungen durch die Einleitung von Chemikalien oder erwärmten Industrieabwässern. Eine weitere Verbesserung der Wasserqualität als Querschnittsaufgabe von Naturschutz, Industrie und Binnenschifffahrt ist eines der wichtigsten zukünftigen Entwicklungsziele. Aufgrund seines Längsverlaufs und seiner klimatischen Gunstlage bildet der Rhein einen Wander- und Lebenskorridor für viele Tier- und Pflanzenarten. Entlang des Flusses und seiner alten Aue existieren noch viele ökologisch wertvolle Teilräume, z.B. Auenwaldrelikte, Altarme oder Gebiete mit kleinen Auengewässern. Die Verbindung dieser Räume und damit die Möglichkeit des räumlichen Austauschs für Tier- und Pflanzenarten ist Anliegen des Biotopverbundes. Inselartig verstreute Flächen bilden sogenannte Trittsteine, von denen aus Arten neue Lebensräume erschließen können.