Los compuestos nitrogenados y fosforados procedentes de las descargas de aguas servidas, los fertilizantes y algunos residuos industriales sirven de abono a las algas, las que proliferan provocando serios problemas. Pueden liberar toxinas o venenos que contaminan los mariscos produciendo distintos males en el hombre: tales como asfixias por envenenamiento, parálisis, problemas cardiovasculares, neurológicos y gastrointestinales.

Los productos químicos también son muy nocivos, debido a que son altamente tóxicos y duraderos. Por ejemplo, la presencia de mercurio (procedente de procesos industriales) u otros metales pesados, como plomo y cadmio (provenientes de los escapes de los vehículos y la contaminación fluvial, respectivamente), en alimentos marinos puede ser fatal, tanto para los habitantes del mar como para el hombre que los consume.

Para evitar el vertido de productos químicos nocivos al mar, es vital el tratamiento de las aguas contaminadas provenientes de las ciudades, terrenos agrícolas o las industrias, porque todo lo que estas contengan daña los ecosistemas marítimos, costeros y también al ser humano, ya sea mediante el contacto físico al ir de paseo a una playa o al ingerir alimentos marinos contaminados (peces, crustáceos o mariscos). Bañarse en una playa con residuos fecales produce infecciones gastrointestinales.

Contaminación por crudos, contaminación de cualquier hábitat por cualquier hidrocarburo líquido. Se trata de una de las formas más graves de contaminación del agua, y el término se emplea sobre todo en relación con el vertido de petróleo al medio ambiente marino; en este caso, la masa que se produce tras el vertido y que flota en el mar se conoce con el nombre de marea negra.

No obstante, sólo un 10% del petróleo que va a parar al mar procede de accidentes marinos. Otras fuentes son la atmósfera, la filtración natural, la contaminación de los ríos y las escorrentías urbanas, las refinerías de petróleo situadas en la costa, las plataformas petrolíferas marinas, las descargas operativas de los petroleros (este tipo de vertidos, responsables de un 22% del total, constituye la mayor aportación individual a la contaminación por crudo), y otras causas.

Otro elemento dañino es la basura que está depositada en el fondo de los océanos, que no se degrada o lo hace muy lentamente, desde los desechos industriales, hasta los hilos y redes plásticas de los pescadores. La fauna marina ingiere o se enreda en estos elementos, por lo que mueren muchas aves, ballenas, delfines y focas.