渭河的治理存在四大难点：氨氮浓度居高不下，成为水质按功能区要求达标的障碍；县级污水处理厂运营资金短缺，运营机制需完善；垃圾污水处理厂（场）建设滞后，处理处置功能不全；渭河部分支流治理困难，严重影响着干流水质的改善。
据省环保厅相关负责人介绍，目前，城镇生活污染及污水处理能力不足已成为影响渭河水质改善的主要问题。

随着高污染企业淘汰关闭工作的持续开展和实施新的排放标准，工业污染负荷已得到较大幅度减少。但城市范围的不断扩张，城镇人口的增加，城镇生活污水排放量增加，渭河流域城市污水处理能力的缺口即部分生活污水的直排对渭河水质改善的影响明显。目前，渭河干流各市每天有约50余万吨左右的城镇生活污水得不到处理，直排渭河。其中西安约30多万吨/日，咸阳约15万吨/日（含兴平5万吨），宝鸡、渭南各约4万吨/日左右。渭河干流的水质呈现出的两头好、中间差正印证了这一点。

除了生活污水，农业面源污染治理、沿岸各类生产企业的排污问题同样威胁着渭河的水质。