Hidrobiológiai állapot
A Duna élővilágának jellegét meghatározza a nagy vízmélység, széles meder, hatalmas, gyorsan áramló víztömeg. Legjellemzőbb élőhelye a nyílt folyóvíz, melynek élővilágát a plankton és a halak alkotják. A parti köveken, vízbe merülő tárgyak felületén élőbevonat alakul ki, melyet az aljzathoz kötődő mikroszkópikus és makroszkópikus méretű növények és állatok alkotnak. Dunaföldvártól délre eső szakaszán Paks környékéig mederanyaga még kisebb szemcséjű kavics, ettől délebbre már csak homok illetve finom iszap. A partmenti, parthoz közeli aljzaton, a part menti mesterséges kőszórásokon, a meder iszapos részein makroszkópikus gerinctelenek találják meg életfeltételeiket.
Bakterioplankton
A baktériumok a plankton legkisebb sejtes szervezetei, sejtméretük általában 0,5 és néhány mikron közötti (1 mikron =1 ezred milliméter). Sejtjeik egyedülállók, vagy összetapadt pelyhekben élnek. A Dunában előforduló természetes baktériumok a vízi anyagcserében fontos szerepet töltenek be: a szervesanyagokat bontják, ásványiasítják. A természetes baktériumok mellett előfordulnak szennyezéssel a vízbe kerülők is. Az utóbbira példa a Coli baktérium, amely az ember tápcsatornájában él, a fekáliás szennyezés indikátora. Szennyvízzel egyéb, kórokozó baktériomok is bekerülhetnek a felszíni vizekbe, ilyenek a Salmonella, Shigella, Streptococcus fajok. Ezek nagyobb mennyisége a felmelegedő vízben nyaranta fertőzésveszélyt jelenthet a fürdőzőkre.
Fitoplankton
A mikroszkópikus, lebegő életmódú növénykék, az algák a Duna planktonjának egész évben jellemző szervezetei. Elterjedésüket, tömeges megjelenésüket elsősorban a tápanyag, az időjárási viszonyok és a vízjárás befolyásolja. Növényi tápanyag a Duna vizében mindig van elegendő az algák szaporodásához. Számukra a téli időszakban nem annyira az alacsony vízhőmérséklet, mint inkább a fény hiánya a korlátozó tényező. Elszaporodásukra legnagyobb befolyással a vízállás van. Áradáskor, nagyvizes időszakban több a lebegtetett hordalék, melynek árnyékoló és roncsoló hatása korlátozza az algák elterjedését. Az alacsony vízállás kedvez szaporodásuknak. Így előfordul, hogy tél végén, kora tavaszi, vagy késő őszi kisvizes időszakban is nagyobb állományuk alakul ki. A vegetációs periódusban pedig többször is megfigyelhető sárgásbarna és zöldesbarna vízszíneződés a Dunán. Ez a nagy állománysűrűségű fitoplankton jelzi az eutrofizációs (növényesedési) folyamatok előrehaladtát. Mértékének megítélése az algákból kivont színanyag: az a-klorofill mennyiségének mérésével, vagy az algák számának, biomasszájának meghatározásával történik. Ha elegendő fény áll rendelkezésre, akkor a mindenkori vízhozam határozza meg a Duna aktuális trofitási szintjét, amely a sokéves algaszám, és klorofill adatok alapján azt mutatja, hogy áprilistól októberig, 2000 m3/sec alatti vízhozamoknál mindig eutrófikus a Duna Bajánál (eutrófikus a víz, ha az a-klorofill tartalom 50-100 mg/l között van, az algaszám 1-10 millió egyed literenként, Felföldy 1987)). Az algák száma általában télen a legkisebb, ekkor néhány 1000, vagy néhány 10 000 db sejt van literenként a vízben. A nyári, koraőszi kisvizes időszakokban az algaszám elérheti 1-100 millió db/l értéket is. Ezt a nagyobb mértékű algásodottságot a víz színe is mutatja, amely ilyenkor intenzív zöldesbarna. A nyári és őszi vegetációs színeződés annyiban különbözik a tavaszitól, hogy nyáron és ősszel nem olyan egyértelmű a kovamoszatok dominanciája, mint tavasszal, több zöldalga faj, nagyobb egyedszámmal fordul elő.
A Duna planktonikus algaösszetételére egész évben jellemző a kovamoszatok dominanciája. Emellett az egyes algacsoportok jelenléte, mennyiségi arányuk évszakos változásokat mutat. Télen kovaalgák és általában kevés kék-, zöld-, és barázdásmoszat faj figyelhető meg. Az algák mellett jellemző az ostoros és csillós egysejtű állatok, fonalas baktériumok és vízi gombák nagyobb száma is. Tavasszal több a sárgamoszat a vizében. Nyáron és ősszel elsősorban a zöldalgák faj-, és egyedszáma nő meg, de a kék-, sárga-, sárgászöld és ostorosmoszatok is nagyobb számban élnek a vízben. A Duna legjellegzetesebb algája egy Centrales rendbe tartozó kovaalga: a Stephanodiscus hantzschii. Egész évben gyakori, sokszor az algatömeg 80%-át adja. Mellette nyáron és ősszel egy másik kisméretű kovaalga, a Skeletonema potamos is rendszeresen tömegessé válik. A bajai Duna-szakaszról összesen mintegy 400 algataxon került elő.
Zooplankton
A Duna planktonikus élővilágában megtalálhatók az egy- és többsejtű állatkák, amelyek szervesanyagokkal táplálkoznak, vagy apróságfalók: algákkal, más alacsonyabbrendű állatokkal táplálkoznak. A véglényekhez (Protozoa) tartozó gyökérlábúak (Rhizopoda) közül csak néhány faj található a planktonban, a csillósok (Ciliata), ostorosok (Flagellata) és napállatkák (Heliozoa) taxonjai főleg a téli időszakban gyakoribbak a Dunában.
A kerekesférgek (Rotatoria) és a kisrákok (Crustacea) szintén jellemző képviselői a zooplanktonnak.
Makroszkópikus gerinctelenek
Bajánál a folyam alsó-szakasz jellege miatt természetes körülmények között már csak homok, illetve iszap alkotja a meder anyagát. Ennek makroszkópikus gerinctelen faunája szegényesebb. A parthoz közeli, sekélyebb homokzátonyokon szúnyoglárvák, férgek élnek. Az iszapos fenéken, az öblök limányaiban találjuk a kagylókat, közülük gyakoribbak az Unió fajok (U. tumidus, U. pictorum és helyenként a Natura 2000-es jelölő faj: az U. crassus). Ezen kívül előfordulnak az Anodonta fajok (A. cygnea, anatina), a Pseudanodonta complanata, a Pisidium, Sphaerium nemzetség fajai.
A mederszabályozás és a partvédelem miatt kialakított kőszórások faunája gazdagabb, mint a mederfenéké. Ezek az élőlények hidromorfológiai tényezőkben bekövetkezett emberi hatásokat jelzik, hiszen a kőszórások természetes körülmények között – a szakaszjellegnek megfelelően – nem lennének itt. Gyakori szervezetei a piócák (Dina lineata, Erpobdella octoculata, Glossiphonia omplanata, Haemopis sanguisuga, Helobdella stagnalis), vízicsigák (Bithynia tentaculata, Lithoglyphus naticoides, Lymnea auricularia, Lymnea peregravar. ovata, Physa acuta, Viviparus acerosus, Viviparus contectus), a folyami rák (Astacus astacus), bolharákok (Gammarus fajok), tegzes, álkérész, szitakötő lárvák.
A behurcolt, idegenhonos vízi állatfajok közül a Baja környéki Duna-szakaszon is megtalálható fajok: a cifrarák (Orconectes limosus), kínai gyapjasollós rák (Eriocheir sinensis), vándorkagyló (Dreissena polymorpha), amuri kagyló (Synanodonta woodiana), Corbicula fluminea és C. fluminaris kagylók. Közülük az amuri kagyló és a Corbicula kagyló fajok az elmúlt 10-15 évben váltak tömegessé a Dunában.