Naturalny produkt systemu przetwarzania odpadów w organizmie, mocz jest sterylny, gdy jest wytwarzany przez zdrowy organizm. Traci jednak tę bezpłodność po wydaleniu z ciała. Pierwsze zanieczyszczenie może nastąpić podczas procesu oddawania moczu, kiedy mocz zbiera bakterie żyjące w komórkach nabłonka wyściełających cewkę moczową. Po opuszczeniu organizmu sterylność moczu może być zagrożona również przez bakterie obecne w powietrzu oraz w pojemniku zbiorczym. W rzeczywistości, ponieważ naturalnie występujące sterylne środowiska praktycznie nie istnieją, po opuszczeniu organizmu przez mocz prawie natychmiast traci on sterylność.
Kiedy mówi się, że mocz jest sterylny, oznacza to, że nie zawiera bakterii ani innych żywych organizmów ani ich zarodników. Tak jest w przypadku moczu, gdy jest on po raz pierwszy produkowany i przechowywany w pęcherzu przed wydaleniem z organizmu. Czasami przeocza się, że sterylna substancja, taka jak mocz, jest w stanie wspierać lub promować życie. W rzeczywistości mocznik w moczu czyni go atrakcyjnym do zastosowań rolniczych, chociaż musi być rozcieńczony, zanim będzie można go bezpiecznie zastosować.
Głównym składnikiem moczu jest woda, stanowiąca około 95% objętości płynu. Pozostałe 5% składa się głównie z mocznika, substancji organicznej wytwarzanej przez organizm, która odgrywa kluczową rolę w usuwaniu nadmiaru azotu z organizmu. Chlorek, sód, potas i inne związki organiczne i nieorganiczne oraz rozpuszczone jony to inne substancje znajdujące się w moczu, zwykle w niewielkich ilościach.
Skład moczu może ulec zmianie, jeśli jest wytwarzany przez organizm z chorobą lub stanem chorobowym. Na przykład mocz diabetyków może zawierać znaczną ilość glukozy. Podobnie spożywanie niektórych pokarmów lub leków może mieć krótkotrwały wpływ na wygląd moczu, zwłaszcza na jego kolor. Jednak nawet w tych przypadkach mocz jest sterylny. Głównym stanem chorobowym, w którym mocz może nie być sterylny, jest infekcja dróg moczowych (UTI), w której drobnoustroje mogą zanieczyścić mocz w pęcherzu i sprawić, że stanie się niesterylny.
Kwestia sterylności moczu niezmiennie prowadzi do pytań o jego przydatność do picia. Szczególnie, gdy mocz jest sterylny, można go bezpiecznie pić, zwłaszcza w ograniczonych ilościach. Ponieważ mocz składa się głównie z wody i produktów przemiany materii z organizmu, ma niewielką, jeśli w ogóle, wartość odżywczą. Podczas gdy w sytuacjach nagłych picie moczu jest dopuszczalną metodą nawadniania, wielokrotne picie moczu, zwłaszcza własnego, polega na wprowadzaniu z powrotem do organizmu tych produktów przemiany materii, które organizm stara się wyeliminować. Doprowadzi to ostatecznie do nadmiernego obciążenia nerek, które są odpowiedzialne za przetwarzanie odpadów w organizmie.
Wysoka zawartość wody w moczu może być przetwarzana i odzyskiwana jako woda pitna. Systemy przetwarzania odpadów Międzynarodowej Stacji Kosmicznej są certyfikowane do przetwarzania moczu ssaków w tym celu. Jest to cenny zasób w środowisku takim jak stacja kosmiczna, gdzie nie ma odnawialnego źródła świeżej wody. Projekt rekultywacji przetwarza nie tylko mocz astronautów, ale także zwierząt laboratoryjnych na pokładzie.