Várias causas de poluição da água do mar que têm efeito direto nos oceanos e na vida selvagem incluem materiais de resíduos descartados, descarte de produtos químicos tóxicos e vazamentos de óleo. Conversas relacionadas a poluentes marinhos 40 anos atrás geralmente não consideravam isso um problema tão sério quanto é reconhecido hoje. Pesquisa e testes científicos estão mostrando à sociedade que poluentes afetam adversamente não apenas os oceanos e sua vida selvagem, mas também a saúde de muitas pessoas e o meio ambiente circundante.
Os tipos de resíduos descartados que frequentemente chegam às águas oceânicas incluem itens como linha de pesca, cadarços, sacolas plásticas, recipientes de alimentos e embalagens, fraldas sujas e recipientes de bebidas feitos de vidro ou plástico. Os mares podem parecer vastos, e pode parecer que um único recipiente não poderia causar um problema, mas o que acontece quando milhares de indivíduos pensam a mesma coisa? Peixes e mamíferos marinhos morrem consumindo materiais de resíduos sólidos. O resíduo sólido pode bloquear vias aéreas e estômagos de criaturas marinhas como baleias, tartarugas e golfinhos. Ao longo de qualquer ano, mais de 25% das praias dos EUA são fechadas devido à poluição da água.
Derramamentos de óleo no mar são causados durante transporte e coleta. O Fundo Mundial para a Natureza afirma que apenas 12% da poluição por óleo é causada por derramamentos; desperdício de óleo despejado em canos de drenagem e descartado em rios causa 36% da poluição por óleo nos mares e oceanos. Poluentes de óleo são causa de morte para alguns animais marinhos, mas também têm efeito prejudicial em criaturas terrestres como aves. Óleo é muito difícil de limpar, e leva muitos voluntários muito tempo para limpar animais terrestres que estiveram em contato direto com óleo, apenas para que possam sobreviver. Em 1992, mais de quatro milhões de toneladas métricas de óleo foram despejadas nos mares e oceanos da Terra.
Resíduos radioativos são um dos poluentes mais perigosos do mar. Inicialmente, resíduos radioativos são mantidos em armazenamento em lagoas de água perto das usinas onde se originaram, mas não muito tempo depois, o lixo é transportado alguns quilômetros para o mar e descartado dentro de latas de aço seladas. Latas vazam frequentemente, e criaturas e plantas marinhas logo se tornam radioativamente contaminadas ou simplesmente envenenadas por este poluente altamente tóxico. Muitos estados e países promulgaram leis para proteger o meio ambiente do descarte de resíduos radioativos, mas isso ainda não se tornou coisa do passado. Uma das únicas ações que pode realmente ter efeito no descarte de resíduos tóxicos é mudar as fontes de geração de energia.