Existem vários desportos que envolvem a utilização de piscina, muitos deles bastante competitivos. A maioria dos esportes de natação incorpora os fundamentos da natação com algum outro aspecto, exigindo que os participantes sigam regras diferentes ou façam certos movimentos na piscina. Alguns dos esportes de natação mais populares incluem pólo aquático, natação, mergulho e nado sincronizado. Todos esses esportes de natação estão incluídos nos Jogos Olímpicos.
O pólo aquático é um esporte coletivo, no qual sete integrantes de cada equipe participam da piscina ao mesmo tempo com o objetivo de marcar o maior número de gols. Um membro de cada equipe é designado goleiro, e todos os membros usam touca de natação. A bola é geralmente amarela e lembra um pouco uma bola de futebol. Este é um dos esportes de natação que exige que os jogadores nadem a maior parte do tempo, mesmo que apenas pisando na água, já que apenas os goleiros podem ficar em pé na parte rasa da piscina. Os jogadores devem ter boa resistência, fortes habilidades de natação, reflexos superiores e ser observadores.
A natação é muitas vezes o primeiro esporte em que se pensa ao se considerar o atletismo envolvendo água. A competição típica de natação inclui o nado costas, crawl, peito ou borboleta, e os competidores têm a opção de usar todos ou apenas um tipo durante a corrida. O objetivo das competições de natação é ter o tempo mais rápido entre os participantes. O equipamento típico para este e outros esportes de natação semelhantes inclui touca, traje de banho e óculos de proteção.
O mergulho envolve o uso de uma plataforma elevada para entrar na água graciosamente, muitas vezes incluindo alguns tipos de saltos ou movimentos acrobáticos. Na competição, os mergulhadores geralmente precisam incluir um número específico de voltas e reviravoltas, mas outros aspectos do julgamento incluem quão bem seu corpo adere ao movimento enquanto está no ar e também como eles entram na água. As pranchas de mergulho são normalmente colocadas em algumas alturas diferentes, dependendo da competição. O mergulho sincronizado é um derivado do mergulho normal e inclui duas pessoas que mergulham ao mesmo tempo.
A natação sincronizada envolve duas ou mais pessoas nadando ao mesmo tempo, realizando rotinas que incluem movimentos de dança enquanto a música toca. Isso é diferente de outros esportes de natação, pois a maioria das rotinas sincronizadas envolve nadadores levantando companheiros de equipe para fora da água e até mesmo jogando-os enquanto executam acrobacias no ar. Nadadores sincronizados geralmente precisam ser graciosos, flexíveis e fortes o suficiente para realizar as rotinas típicas.