Basicamente, a poluição do mar é resultado das mesmas ações geradoras da poluição da água. Existe, porém, uma diferença. O mar constantemente corre riscos de acidentes com navios petroleiros, que cruzam os oceanos diariamente e em grande quantidade

O derramamento de petróleo nas águas do mar causa enormes desequilíbrios nas regiões afetadas. O petróleo flutuando não permite que a luz do Sol penetre na água, inviabilizando o processo de fotossíntese da vegetação aquática. Sem oxigênio e alimento, a morte dos peixes, em grande escala, é inevitável. Aqueles que chegam à superfície ficam impregnados de óleo e morrem por asfixia.

As aves que se alimentam de peixe também acabam morrendo ou acabam contaminando os demais animais da sua cadeia alimentar. Suas penas, que servem para manter o corpo aquecido nas épocas de frio, criando uma espécie de 'colchão' de ar quente quando arrepiadas, com o óleo perdem essa função, causando-lhes a morte pelo frio.

Todo o ecossistema aquático da região e de grande extensão dos arredores fica comprometido. As regiões costeiras atingidas, além dos prejuízos ambientais, acabam sofrendo perdas muitas vezes irreparáveis nas suas atividades econômicas, sendo diretamente atingidas as atividades de pesca e de turismo e indiretamente todas as demais atividades.

O derramamento de petróleo é considerado um dos maiores e mais graves desastres ecológicos. Os ecossistemas locais, quando afetados, só conseguem se recompor após dezenas de anos, desde que sejam 'limpos' rapidamente e desde que não haja mais nenhum outro problema sério nesse longo período.