Las principales amenazas debidas a la contaminación del agua provienen del vertido de sustancias químicas orgánicas e inorgánicas, en su mayoría provenientes de una mala gestión de los residuos, y una deficiente depuración de las aguas. Estas circunstancias generan problemas como:
- Eutrofización. El vertido continuo de abonos agrícolas muy nitrogenados, y de aguas residuales urbanas con altos contenidos en materia orgánica disuelta da lugar al desarrollo de grandes cantidades de materia vegetal capaz de alterar los ecosistemas y hacer desaparecer a poblaciones vegetales y animales, y de agentes contaminantes que permanecen el agua o que entran a formar parte de la cadena trófica, y que afectan seriamente a la salud humana por contacto, o por ingestión de pescados o mariscos contaminados.
- Contaminación por agentes químicos. Las afecciones más comunes derivadas del vertido de contaminantes químicos no orgánicos suceden por fenómenos como la bioacumulación de pesticidas, que puede multiplicar los efectos del contaminante si el ser vivo que lo ingiere entra a formar parte de la cadena trófica. Evidentemente, el último eslabón de esta cadena es el ser humano, que puede verse afectado por el consumo de pescado contaminado.
- Alteración de la composición natural del agua del mar. La emisión de agentes químicos inorgánicos que, aunque presentes de forma natural son emitidos en niveles diferentes a los naturales, también pueden afectar gravemente a la biodiversidad marina. Éste es el caso de la emisión de salmueras provenientes de desaladoras, o de agua dulce emitida por determinadas industrias, que modifican el nivel de sal en el agua del mar en zonas cercanas a las fuentes de emisión, y sobre todo en ámbitos cerrados, con poca presencia de corrientes marinas.
- Contaminación acústica. La desorientación por ruidos es una de las causas que provocan el varamiento de cetáceos. Estos seres vivos utilizan un sistema de ecolocalización basado en la emisión y captación de ondas sonoras con las que identifican su alimento o al resto de compañeros de su comunidad. Los ruidos desorientan a los cetáceos, que son seres muy sociables y necesitan la compañía del grupo para sobrevivir. También les hace ser menos eficaces y utilizar mucha más energía a la hora de capturar a sus presas. Las explosiones bruscas en el mar, y la utilización de ondas muy energéticas por parte de buques, han causado la muerte de cetáceos que muchas veces aparecen en las costas sin señales evidentes de colisión física ni enfermedad.
Por otra parte, la ingesta de residuos de distinta naturaleza, especialmente plásticos, es la causa de la muerte de muchos seres vivos por problemas como la obstrucción de las vías digestivas o la asfixia. Otras veces, la fauna marina queda enganchada sin remedio a residuos tales como redes, bolsas, anillas, anzuelos, entre otros residuos
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