Con riferimento alle situazioni di criticità esistenti nel bacino si distinguono criticità connesse ad aspetti relativi alla sicurezza idraulica, ad aspetti quantitativi e ad aspetti qualitativi della risorsa idrica.

Per quanto riguarda gli aspetti connessi alla sicurezza idraulica, le principali situazioni di criticità del fiume Aterno si riscontrano in corrispondenza dell'immissione dei suoi principali affluenti: il Raio e il Sagittario.

Il Raio, che drena un bacino di oltre 230 km², si immette nell'Aterno in località Pile nel Comune di L'Aquila ed è responsabile degli eventi di piena di carattere eccezionale nel sistema idraulico Aterno-Raio. Infatti, mentre il bacino dell'Aterno è caratterizzato da elevata permeabilità e da pendenza non accentuata, quello del Raio è molto meno permeabile e più ripido: le situazioni di maggiore criticità si riscontrano in corrispondenza delle zone con maggior grado di antropizzazione cioè nella piana di L'Aquila, dalla confluenza tra Aterno e Raio, dove sorge il nucleo industriale di Pile, fino all'abitato di Fossa, a valle dell'area industriale di Bazzano.

Il Sagittario, superato l'abitato di Pratola Peligna, scorre da Sud verso Nord e dopo 7 km si immette nell'Aterno. Dal punto di vista idrologico, il bacino dell'Aterno-Sagittario è caratterizzato da terreni molto permeabili. Inoltre, esso è circondato da gruppi montuosi dell'Appennino che arrestano in gran parte le perturbazioni provenienti dai versanti Tirrenico ed Adriatico dando luogo ad una sensibile riduzione delle precipitazioni. Le frequenti esondazioni che hanno coinvolto anche recentemente il territorio comunale di Popoli, appaiono essere imputabili all'affluente Giardino, piuttosto che ai corsi d'acqua principali del nodo idraulico Aterno-Saggittario. Il piccolo affluente infatti, scorre parallelo all'Aterno Pescara per un tratto di oltre 2 km ad una quota d'alveo inferiore rispetto a quella del corso d'acqua principale. In condizioni di piena tale situazione non consente al Giardino di riversarsi nel Pescara e, per rigurgito, allaga il centro di Popoli.

Le principali criticità dal punto di vista quantitativo riguardano la valle dell'Aterno che, pur essendo una delle aree dell'Abruzzo a più alta piovosità risulta essere anche l'area a più bassa disponibilità specifica di acque superficiali. Infatti a fronte di un afflusso efficace dell'ordine del 25 m³/s, presenta scarsi deflussi superficiali, dell'ordine di 3-4 m³/s, a causa delle enormi perdite sotterranee che riemergono a bassa quota, al limite inferiore del bacino imbrifero, e alimentano la valle del Pescara con le sorgenti di Capo Pescara e Popoli e della Valle del Trino e Bussi. Tale situazione idrogeologica risulta penalizzante per le utilizzazioni idriche sia nella media annua che soprattutto nei periodi estivi nei quali si manifestano le maggiori carenze.

Con riferimento agli aspetti qualitativi come emerge dal rapporto "Il monitoraggio e la prima classificazione delle acque ai sensi del D.Lgs. 152/99" della Regione Abruzzo (2003) il bacino dell'Aterno Pescara può essere classificato come "ambiente inquinato" (III classe di qualità) ed in alcuni tratti anche molto inquinato (IV classe di qualità). Più in dettaglio i campionamenti effettuati sul fiume Aterno prima della confluenza nel Pescara hanno portato a classificare tale tratto in classe III. Una volta che il fiume Pescara riceve le acque dell'Aterno si determina, a valle di Popoli, una III classe di qualità, che rimane per tutto il corso del fiume fino a Ponte Villanova, dove subisce un ulteriore peggioramento, registrando uno stato ecologico di IV classe, fino a Pescara, appena prima di gettarsi nell'Adriatico.

A ponte Villanova di Cepagatti, così come nel tratto che attraversa l'area urbana di Pescara, lo stato del fiume peggiora. Durante il percorso, infatti, il Pescara riceve le acque del Sagittario che, rappresenta un ulteriore apporto di inquinanti visto lo stato di "ambiente inquinato" che lo caratterizza. Particolarmente significativa la situazione rappresentata dal fiume Gizio, immissario del Sagittario, che presenta un ambiente "fortemente inquinato".