水質総量規制制度の対象地域は、上乗せ基準を含めた現行の排水基準では環境基準を達成維持することが困難な水域(指定水域)となっており、具体的には東京湾、伊勢湾、瀬戸内海である。

総量規制制度は、第1次昭和59年度、第2次平成元年度、第3次平成6年度、第4次平成11年度を目標年度とし、指定項目はCODのみであった。第5次以降の総量規制では、指定項目に窒素、リンを追加し、第5次平成16年度、第6次平成21年度を目標年度としている。関係都府県知事は国の定める総量削減基本方針に従い、各総量削減計画を策定する必要があり、平成18年11月に定められた第6次総量削減基本方針に基づき、平成19年5月に各都府県の総量削減計画が策定された。総量削減計画策定の手続きの流れを図に示す。