Kad se ulje prolije u vodeni okoliš, može naštetiti organizmima koji žive na, oko i ispod vodene površine kemijskom otrovnošću, prevlačenjem i ugušivanjem divljih životinja. To ima i kratkoročne i dugoročne učinke na sve dijelove morske mreže, uključujući dugoročnu štetu na uzgajalištima i migracijskim staništima koja utječe na buduće generacije morskog života. Kratkoročni učinci razlikuju se ovisno o vrsti okoliša, količini ulja, učinku valova i vremenu te vrsti ulja: laganom, srednjem ili teškom.
Podmorske i obalne vode
Gubitak grabežljivaca kaskadno djeluje na ekosustave, a u priobalju su najranjivije vrste pronađene na morskoj površini. Budući da većina ulja pluta, najviše su pogođena bića površinskih grabežljivaca, poput morskih vidra i morskih ptica. Studije Nacionalne uprave za oceane i atmosferu otkrile su da nafta uništava sposobnosti odbijanja vode krznom i perjem i njihova sposobnost zadržavanja toplog zraka kad postanu presvučena i matirana. Kao rezultat toga, morski sisavci i morske ptice mogu izgubiti uzgon i umrijeti od hipotermije. Ako ga unose, to može prouzročiti oštećenje bubrega, jetre i pluća. Bentoske vrste, poput gmazova i riba koje se nalaze u obalnim vodama, također mogu unositi ulje i patiti od oštećenja organa i reproduktivnog oštećenja, a može prenijeti toksine iz ulja predatorima koji jedu ih. S odsustvom vrhunskih grabežljivaca, broj mlađi ribe se povećava i opustoši pasare koji drže pod nadzorom rast algi. To omogućuje bujnim prostirkama algi da rastu i uzimaju dragocjeni kisik iz vode kada se razgrađuju, gušeći druge životinje u ekosustavu.
Plitke obalne vode
Beskralježnjaci poput morskih zvijezda i koralja igraju bitnu ulogu u oceanskim ekosustavima, gdje služe kao ključne ili temeljne vrste. Ključne vrste su one koje pružaju bitnu kariku u prehrambenom lancu koja utječe i na grabežljivce i plijen, a temeljne vrste poput koralja stvaraju i održavaju stanište za druge vrste. Gubitkom samo jedne vrste morskih zvijezda iz obalnih voda otoka u Washingtonu, školjke su se brzo uselile i istisnule druge vrste, drastično promijenivši ekosustav. Koralji, morske zvijezde i morska trava nastanjuju plitke obalne vode, a izlijevanjem nafte mogu se obložiti i ugušiti. Morske zvijezde prekrivene su sitnim trepavicama nalik dlakama koje pomažu u transportu vode u njihove krvožilne organe. Kad se trepavice i unutarnji organi premažu uljem, to može dovesti do pogoršane funkcije i smrti morske zvijezde. U područjima u kojima se nafta smjela taložiti na koraljima, poput nedavnog izlijevanja u Meksičkom zaljevu, može smanjiti fotosintezu, uzrokovati oštećenja tkiva, pa čak i dovesti do smrti. Dugoročni učinci još se utvrđuju, ali bez zdravog koraljnog grebena zaljev bi mogao izgubiti brojne vrste koje ovise o grebenu zbog hrane i zaštite.
Obale
Neke od najdalekosežnijih šteta od izlijevanja nafte događaju se u blizini obale. Ovo je područje koje se koristi kao gnijezdište ili leglo za sljedeću generaciju morskog života. Mnoge vrste provode većinu svog života na moru, ali moraju doći na obalu da bi se razmnožile ili rodile. Morskim kornjačama i morskim sisavcima može naštetiti ulje koje nađu u vodi ili na plaži na kojoj rađaju. Jaja ili mladunci mogu biti oštećeni uljem i ne uspiju se pravilno razviti, a novi se mladi mogu podmazati dok se ulijevaju prema oceanu preko masne plaže. Gubitak broja morskih kornjača mogao bi čak utjecati na zdravlje njenog uzgajališta, poput pješčanih plaža i dina floridske morske kornjače. Sva neiskvaljena jaja pružaju izvrstan izvor hranjivih sastojaka za vegetaciju dina. Kako biljke postaju jače i zdravije, njihovi korijenski sustavi pomažu zadržati pijesak na mjestu, smanjujući eroziju i jačajući ovaj važan ekosustav.
Mangrove / Slane močvare
Jedno od morskih staništa najosjetljivije na promjene u okolišu je šuma mangrove. Izljevi ulja koji prekrivaju izložene korijene stabala mangrove mogu začepiti pore koji dišu zrak ili lentikele i ugušiti stabla. Korijeni mangrova stabiliziraju sediment i sprječavaju eroziju obale, sprečavajući taloženje taloga na obližnjim koritima jegulje ili koraljnim grebenima. Oni također pružaju tampon za kopnena područja od razornih uraganskih vjetrova i olujnih udara. Šume mangrove i slane močvare predstavljaju važno stanište za ptice selice i rasadnik riba i škampa. Cijelo okruženje mangrova može biti ubijeno izlijevanjem nafte, s teškim posljedicama, ne samo na morski život, već i na ljude koji žive u blizini ovih zaštitnih ekosustava.