Il est maintenant avéré que les contaminants présents dans les milieux aquatiques peuvent être toxiques à l’état de traces voire d’ultra traces. Il est donc important de développer des méthodes d’analyse performantes et sensibles pouvant atteindre ces niveaux de concentration. Dans cette optique, les techniques chromatographiques couplées à la spectrométrie de masse (GC-MS et LC-MS/MS) sont généralement utilisées pour l’analyse des polluants organiques. Les composés présents dans les milieux aquatiques possèdent des propriétés physico-chimiques très variées, d’apolaires à très polaires. Ainsi, développer une analyse simultanée pour toutes ces molécules représente un challenge analytique. Dans ce travail de thèse, plusieurs étapes du processus analytique ont été évaluées : la préparation de l’échantillon par extraction sur phase solide (SPE), la séparation par chromatographie et la détection par spectrométrie de masse. Une liste de composés modèles couramment retrouvés dans les milieux aquatiques a été établie pour conduire ces essais. Les méthodes d’extraction en phase solide hors ligne et en ligne ont été développées dans une optique d’analyse multirésidus à un niveau de traces. Les méthodes chromatographiques, gazeuse et liquide, couplées à la spectrométrie de masse ont été étudiées pour favoriser une analyse exhaustive et sensible. La dernière partie a consisté à appliquer les méthodes développées pour une approche d’analyse non ciblée.