包括金属水溶胶和胶体颗粒结合的金属，其中有无机与有机胶体结合的不稳定态金属和稳定态金属。在天然水体中主要是同粘土矿物颗粒、铁锰硅水合氧化物、腐殖酸等无机及有机胶体结合的金属。在污水中的镉有部分为胶体态，而铁铅主要以胶体态存在。金属胶体态不能被离子螯合树脂交换，也不能透过孔径为1-15nm的超滤膜或孔径为1-5nm的渗析膜，故在金属形态分析中，可用这些方法使它和离子态分开。天然水中存在的胶体态物质大多是由矿物风化作用等自然过程形成的，也有小部分是由生物作用形成和来自于生活污水和工业废水。