Theo nhận định của các nhà khoa học, hồ Hoàn Kiếm khác hoàn toàn với các hồ trên địa bàn Thủ đô, bởi lẽ nó không chỉ đơn thuần mang ý nghĩa về môi trường, cảnh quan mà con mang những giá trị văn hóa, lịch sử đặc hữu.
Tuy nhiên, nhiều năm trở lại đây, môi trường hồ Hoàn Kiếm đang phải đối diện với sự ô nhiễm nghiêm trọng, đe dọa sự tồn tại, cân bằng hệ sinh thái. Qua khảo sát của Công ty TNHH MTV Thoát nước Hà Nội, hiện nồng độ PH trong nước hồ đã đạt 9,24 - 10,5mg/l (quy chuẩn tối thiểu là 5,5mg/l); tình trạng dư thừa các chất dinh dưỡng đã tới mức “siêu phú dưỡng”, kích thích quá trình tảo nở hoa, giảm mức ô xy trong nước. Tổng Giám đốc Công ty TNHH MTV Thoát nước Hà Nội Vũ Tiến Hùng nhận định: “Hồ đã mất khả năng tự làm sạch, mật độ động vật thủy sinh thấp và đang có xu hướng giảm. Nếu không nhanh chóng có các biện pháp cải tạo, hệ thủy sinh và cả màu xanh đặc trưng của nước hồ sẽ dần mất đi vĩnh viễn”.Đứng trước thực trạng đó, cơ quan chức năng của Hà Nội đã đề ra các giải pháp chính nhằm cải tạo hồ Hoàn Kiếm. Trong đó đặc biệt chú trọng vào 3 giải pháp: Nạo vét bùn đáy; bổ cập, đảm bảo lưu thông, thay thế nước hồ; và sử dụng chất Redoxy 3C để làm sạch nước hồ.Bổ cập nước, nâng cao khả năng tự làm sạch của hồ là biện pháp được quan tâm hơn cả. Đại diện Công ty TNHH MTV Thoát nước Hà Nội đã đề xuất cho khoan giếng tại chỗ để lấy nguồn bổ sung nước bên cạnh nước mưa. Năm 2011, một cửa phai dùng để xả đáy, thau nước Hồ Hoàn Kiếm đã được xây dựng gần phố Hàng Khay, tuy nhiên cửa phai này gần như không phát huy tác dụng suốt thời gian qua. Các chuyên gia đề nghị cơ quan chuyên trách sớm có biện pháp khôi phục hoạt động của cửa phai nói trên.PGS. TS Hà Đình Đức góp ý thêm, quá trình nạo vét Hồ, nên khoanh vùng làm từng phần, thậm chí là cần phải làm thủ công, tránh dùng máy móc để không gây hại đến sinh vật trong hồ, đặc biệt là cụ rùa Hồ Hoàn Kiếm.Các biện pháp này nhận được sự ủng hộ cao từ giới chuyên gia, tuy nhiên, nhiều nhà khoa học có thâm niên nghiên cứu về hồ và đặc biệt là hồ Hoàn Kiếm cho rằng, quá trình cải tạo phải hết sức thận trọng để tránh làm hỏng hệ vi tảo, mất đi màu xanh đặc trưng của Hồ. PGS. TS Hà Đình Đức nhấn mạnh: “Trước đây chúng ta từng cải tạo hồ Thiền Quang, nạo vét bùn rồi đổ bê tông bề mặt đáy dẫn đến thay đổi hẳn hệ sinh thái của hồ. Nếu cũng áp dụng biện pháp này cho hồ Hoàn Kiếm thì chúng ta sẽ mãi mãi mất đi màu xanh vô cùng đặc trưng của hồ”.
