Ze stacjami benzynowymi związane są zarówno zanieczyszczenia powietrza, jak i gleby. Podczas gdy zanieczyszczenie powietrza jest tworzone przez lotne chemikalia odparowujące podczas procesu napełniania gazem, zanieczyszczenie gleby może być spowodowany rdzewieniem lub nieszczelnością podziemnych rur lub zbiorników – powolne uwalnianie zanieczyszczeń do otoczenia powierzchnia. Ciągłe rozlewanie benzyny może również powodować znaczne zanieczyszczenie.
Toksyczne opary
Kiedy benzyna odparowuje, wydziela toksyczne opary; badanie z 2011 r. wykazało, że powietrze otaczające stacje benzynowe może zawierać znacznie wyższe stężenia tych rakotwórczych oparów niż średnia. W badaniu przeprowadzonym przez Instytut Energii i Zasobów (TERI) w Indiach zbadano jakość powietrza na 40 stacjach benzynowych w Delhi. Badacze wskazali, że zanieczyszczenie to powinno być szczególnie niepokojące dla pracowników stacji, którzy każdego dnia mogą spędzać na stacji długie godziny.
Zanieczyszczenie gleby
Gleba wokół stacji benzynowej może zostać zanieczyszczona benzyną. Benzyna zawarta w glebie może być niebezpieczna, ponieważ zawiera toksyczny chemiczny benzen, który może przenikać do wody. W sierpniu 2012 r. stwierdzono, że gleba w pobliżu dawnej stacji benzynowej Exxon w Wilmington w Karolinie Północnej jest skażona. W październiku 2011 r. wykryto benzynę w glebie w pobliżu stacji benzynowej Citgo w Shorewood w stanie Wisconsin.
Ochrona przed oparami i wyciekami
Toksyczne opary wydobywające się ze stacji benzynowych można złagodzić dzięki systemowi odzyskiwania oparów. System jest instalowany w punkcie napełniania zbiornika podziemnego i wykorzystuje węgiel do pochłaniania uwalnianych oparów. Agencja Ochrony Środowiska przedstawiła systemy, które można wykorzystać do wykrywania wszelkich wycieków ze zbiornika podziemnego, takich jak: wtórne zabezpieczenie z monitoringiem międzywęzłowym, automatycznymi systemami pomiaru zbiorników i wód gruntowych monitorowanie. Jako system tymczasowy, EPA zaleca połączenie badania szczelności zbiornika z kontrolą zapasów – lub z ręcznym pomiarem zbiornika w przypadku mniejszych zbiorników.
Zanieczyszczenie ołowiem
Wycofana z początkiem XXI wieku benzyna ołowiowa była konwencjonalnym paliwem samochodowym na całym świecie. W rezultacie niektóre gleby w pobliżu starych lub starych stacji benzynowych mogą być zanieczyszczone ołowiem. Największym ryzykiem narażenia jest jedzenie lub połykanie gleby skażonej ołowiem. Małe dzieci są najbardziej narażone na tego rodzaju narażenie, ponieważ często bawią się w błocie, a następnie wkładają ręce i inne przedmioty do ust. Kiedy dzieci są wielokrotnie narażone w ten sposób na małe ilości ołowiu, metal może gromadzić się w ich ciałach i powodować uszkodzenia.