Ô nhiễm biển xảy ra do sự xâm nhập của các chất thải công nghiệp, nông nghiệp và dân cư vào biển.[12] Các con đường gây ô nhiễm này bao gồm nước nông nghiệp chảy ra sông, các mảnh vụn và bụi do gió thổi. Mây nâu châu Á, lớp ô nhiễm không khí bao phủ phần lớn Nam Á và Ấn Độ Dương trong vài tháng hàng năm, cũng treo lơ lửng trên Vịnh Bengal.[13] Do đám mây này, các vệ tinh cố gắng theo dõi quá trình axit hóa đại dương và các chỉ số sức khỏe đại dương khác trong Vịnh gặp khó khăn trong việc thu được các phép đo chính xác.[14]

Ô nhiễm chất dinh dưỡng

Ô nhiễm chất dinh dưỡng là nguyên nhân chính gây ra hiện tượng phú dưỡng nước mặt, trong đó các chất dinh dưỡng dư thừa, thường là nitrat hoặc phốt phát, kích thích tảo phát triển.

Hóa chất độc hại

Các hóa chất độc hại có thể bám vào các phần tử nhỏ li ti, sau đó được sinh vật phù du và động vật đáy hấp thụ, hầu hết chúng đều là thức ăn lắng đọng hoặc thức ăn lọc. Bằng cách này, các chất độc được tập trung trong các chuỗi thức ăn đại dương. Nhiều phần tử kết hợp hóa học theo một cách làm cạn kiệt oxy, khiến các cửa sông bị thiếu khí. Thuốc trừ sâu và các kim loại độc hại tương tự tích hợp vào lưới thức ăn biển, gây hại cho sức khỏe sinh học của sinh vật biển. Nhiều loại thức ăn chăn nuôi có hàm lượng bột cá hoặc thủy phân cá cao. Bằng cách này, các chất độc từ biển chuyển trở lại động vật trên cạn và sau đó sang người.

Số lượng thực vật phù du đã tăng lên trong thế kỷ qua ở các vùng nước ven biển, và gần đây đã giảm ở vùng biển mở. Sự gia tăng dòng chảy chất dinh dưỡng từ đất liền có thể giải thích sự gia tăng của thực vật phù du ven biển, trong khi nhiệt độ bề mặt ấm lên ở đại dương mở có thể đã củng cố sự phân tầng trong cột nước, làm giảm dòng chảy của chất dinh dưỡng từ sâu mà thực vật phù du đại dương mở thấy hữu ích.

Ô nhiễm nhựa

Ước tính cho thấy có khoảng 9 triệu tấn nhựa được thải xuống đại dương mỗi năm. Loại nhựa này có thể cần 450 năm hoặc hơn để phân hủy. Khi ở trong đại dương, nhựa được các động vật chân đốt sống ở biển cắt nhỏ thành vi nhựa. Hiện nay có những bãi biển mà 15% cát chứa các hạt vi nhựa. Trong chính các đại dương, vi nhựa trôi nổi trên bề mặt vùng nước, nơi chúng được ăn bởi những sinh vật phù du.[15]

• Vi nhựa trong cát và các quả cầu thủy tinh trong trầm tích từ sông Rhine. Thanh màu trắng đại diện cho 1   mm.
• Những mảng rác nhựa khổng lồ tích tụ ở trung tâm các con sông biển.[16]
• Kết quả mô hình cho mật độ đếm của các hạt nhựa phù du nhỏ.[17]
• Tương tác giữa vi sinh vật biển và vi nhựa [18]

Ô nhiễm tiếng ồn

Ô nhiễm tiếng ồn dưới nước do các hoạt động của con người cũng phổ biến ở biển.[19] Tàu chở hàng phát ra tiếng ồn cao do chân vịt và động cơ diesel.[20][21] Sự ô nhiễm tiếng ồn này làm gia tăng đáng kể mức độ tiếng ồn xung quanh tần số thấp so với mức độ tiếng ồn do gió gây ra.[22] Các loài động vật như cá voi phụ thuộc vào âm thanh để giao tiếp có thể bị ảnh hưởng xấu. Ngay cả động vật không xương sống ở biển, chẳng hạn như cua (Carcinus maenas), đã được chứng minh là bị ảnh hưởng tiêu cực bởi tiếng ồn của tàu.[23][24]

Bệnh do con người gây ra

• Harvell, Drew (2019) Bùng phát đại dương: Đối đầu với thủy triều dâng của Bệnh biển Đại học California Press. ISBN 9780520296978.