Khoảng 100.000 km2 (38.610 dặm vuông Anh) diện tích đáy biển Baltic (chiếm 1/4 diện tích đáy biển) là vùng biển chết. Có nhiều nước mặn tồn tại dưới đáy, tách biệt với các nguồn nước mặt và nước khí quyển. Việc ngăn cách này là suy giảm hàm lượng ôxy trong đới biển chết. Trong đới này chủ yếu có vi khuẩn sinh sống, chúng tiêu hóa chất hữu cơ và thảy ra hydro sulfua. Do đới kỵ khí này lớn nên hệ sinh thái đáy biển khác biệt với hệ sinh thái của vùng biển Đại Tây Dương lân cận.

Các kế hoạch tạo ra những khu vực có ôxy nhân tạo bằng hiện tượng phú dưỡng đã được đại học Gothenburg và Inocean AB đề xuất. Đề xuất này dự kiến sẽ dùng bơm điều hướng để thổi không khí vào các vùng nước ở độ sâu khoảng 130m[4]

Vì biển Baltic còn trẻ nên chỉ có vài loài đặc hữu như Parvicardium hauniense và tảo sinh sản vô tính Fucus radicans. Có nhiều loài sinh vật biển thích nghi với độ mặn thấp như herring biển Baltic (nhỏ hơn so với loài trong Đại Tây Dương). Hệ động vật đáy bao gồm chủ yếu là Monoporeia affinis, nguyên thủy chúng là loài nước ngọt. Do thiếu vắng hoạt động thủy triều làm ảnh hưởng đến các loài sinh vật biển so với Đại Tây Dương.

Hệ động vật cá của Baltic gồm các loài nước mặn như cá tuyết, cá trích, cá meluc, cá bơn sao, cá bơn, cá bống biển sừng ngắn và cá bơn turbot, và các loài nước ngọt như cá rô, cá chó, cá ngần và cá rutilus.

Có sự suy giảm số loài động vật từ Belts đến vịnh Bothnia. Độ mặn giảm dọc theo con đường này làm ảnh hưởng đến chức năng sinh lý và môi trường sống.[5]

Các ảnh vệ tinh chụp trong tháng 6 năm 2010 thể hiện hiện tượng nước nở hoa mạnh bao phủ diện tích 377.000 km² trên biển Baltic. Khu vực tảo phát triển khéo dài từ Đức và Ba Lan đến Phần Lan. Các nhà nghiên cứu về hiện tượng này cho biết nước nở hoa đã từng diễn ra trong mỗi mùa hè trong vòng vài thập niên. Phân bón thải ra từ các vùng đất nông nghiệp xung quanh đã làm trầm trọng thêm vấn đề và dẫn đến sự gia tăng phú dưỡng.[6]