เมื่อน้ำมันรั่วไหลลงสู่สิ่งแวดล้อมทางน้ำ อาจเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่บน รอบ ๆ และใต้ผิวน้ำทั้งจากความเป็นพิษทางเคมีและจากการเคลือบและการกักเก็บสัตว์ป่า สิ่งนี้มีผลกระทบทั้งระยะสั้นและระยะยาวต่อทุกส่วนของเว็บอาหารทะเล รวมถึงความเสียหายระยะยาวต่อแหล่งเพาะพันธุ์และการย้ายถิ่นที่ส่งผลต่อสิ่งมีชีวิตในทะเลรุ่นต่อ ๆ ไป ผลกระทบในระยะสั้นแตกต่างกันไปตามชนิดของสิ่งแวดล้อม ปริมาณน้ำมัน ผลกระทบของคลื่นและสภาพอากาศ และชนิดของน้ำมัน: เบา ปานกลาง หรือหนัก
น่านน้ำนอกชายฝั่งและชายฝั่ง
การสูญเสียผู้ล่ามีผลกระทบต่อระบบนิเวศ และนอกชายฝั่ง สายพันธุ์ที่เปราะบางที่สุดคือชนิดที่พบบนผิวน้ำทะเล เนื่องจากน้ำมันส่วนใหญ่ลอยได้ สิ่งมีชีวิตที่ได้รับผลกระทบมากที่สุดคือสัตว์กินเนื้อ เช่น นากทะเลและนกทะเล การศึกษาการบริหารมหาสมุทรและบรรยากาศแห่งชาติพบว่าน้ำมันทำลาย ความสามารถในการขับไล่น้ำของขนและขนนกและความสามารถในการดักจับอากาศร้อนเมื่อกลายเป็น เคลือบและเคลือบด้าน ส่งผลให้สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมในทะเลและนกทะเลสูญเสียการลอยตัวและตายด้วยอุณหภูมิต่ำกว่าปกติ หากกลืนเข้าไป อาจทำให้ไต ตับ และปอดเสียหายได้ สัตว์หน้าดิน เช่น สัตว์เลื้อยคลานและปลาที่พบในน่านน้ำนอกชายฝั่ง สามารถกินน้ำมันและทนทุกข์ทรมานได้เช่นกัน จากความเสียหายของอวัยวะและการด้อยค่าของระบบสืบพันธุ์ และสามารถถ่ายทอดสารพิษจากน้ำมันไปยังผู้ล่าที่กินได้ พวกเขา เมื่อไม่มีนักล่าชั้นนำ จำนวนลูกปลาจะเพิ่มขึ้นและทำลายทุ่งหญ้าที่คอยควบคุมการเจริญเติบโตของสาหร่าย วิธีนี้ช่วยให้เสื่อสาหร่ายเขียวชอุ่มเติบโตและรับออกซิเจนอันมีค่าจากน้ำเมื่อย่อยสลาย ทำให้สัตว์อื่นๆ ในระบบนิเวศหายใจไม่ออก
น่านน้ำตื้น
สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังเช่นดาวทะเลและปะการังมีบทบาทสำคัญในระบบนิเวศของมหาสมุทรซึ่งทำหน้าที่เป็นสายพันธุ์หลักหรือสายพันธุ์พื้นฐาน สปีชีส์หลักคือสายพันธุ์ที่ให้การเชื่อมโยงที่จำเป็นในห่วงโซ่อาหารที่มีอิทธิพลต่อทั้งผู้ล่าและเหยื่อ และสปีชีส์พื้นฐาน เช่น ปะการังสร้างและรักษาแหล่งที่อยู่อาศัยของสปีชีส์อื่น ด้วยการสูญเสียดาวทะเลเพียงสายพันธุ์เดียวจากน่านน้ำชายฝั่งของเกาะแห่งหนึ่งในวอชิงตัน หอยแมลงภู่จึงย้ายเข้ามาอย่างรวดเร็วและเบียดเสียดสายพันธุ์อื่นๆ ออกไป ทำให้ระบบนิเวศเปลี่ยนแปลงไปอย่างมาก ปะการัง ดาวทะเล และหญ้าทะเลล้วนอาศัยอยู่ในน่านน้ำตื้น และสามารถเคลือบและซับโดยน้ำมันที่หกรั่วไหล ดาวทะเลถูกปกคลุมด้วยขนเล็กๆ คล้ายขน ซึ่งช่วยลำเลียงน้ำเข้าสู่อวัยวะของหลอดเลือด เมื่อซีเลียและอวัยวะภายในเคลือบด้วยน้ำมัน อาจทำให้การทำงานเสื่อมโทรมและการตายของดาวทะเล ในพื้นที่ที่น้ำมันได้รับอนุญาตให้เกาะกับปะการังได้ เช่น การรั่วไหลครั้งล่าสุดในอ่าวเม็กซิโก น้ำมันนี้สามารถลดการสังเคราะห์แสง ทำให้เนื้อเยื่อเสียหาย และอาจถึงขั้นเสียชีวิตได้ ผลกระทบระยะยาวยังคงอยู่ในการพิจารณา แต่หากไม่มีแนวปะการังที่แข็งแรง อ่าวนี้อาจสูญเสียสัตว์หลายชนิดที่อาศัยแนวปะการังเพื่อเป็นอาหารและการป้องกัน
ชายฝั่ง
ความเสียหายที่ร้ายแรงที่สุดบางส่วนจากการรั่วไหลของน้ำมันเกิดขึ้นใกล้ชายฝั่ง เป็นพื้นที่ที่ใช้ทำรังหรือแหล่งเพาะพันธุ์สัตว์ทะเลรุ่นต่อไป หลายชนิดใช้ชีวิตส่วนใหญ่อยู่ในทะเล แต่ต้องขึ้นฝั่งเพื่อผสมพันธุ์หรือให้กำเนิด เต่าทะเลและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมในทะเลสามารถได้รับอันตรายจากน้ำมันที่พบในน้ำหรือบนชายหาดที่เกิด ไข่หรือลูกสุนัขอาจได้รับความเสียหายจากน้ำมันและไม่สามารถพัฒนาได้อย่างเหมาะสม และลูกใหม่อาจถูกทาน้ำมันขณะที่พวกมันรีบเร่งไปยังมหาสมุทรผ่านชายหาดที่มีน้ำมัน การสูญเสียเต่าทะเลอาจส่งผลต่อสุขภาพของแหล่งเพาะพันธุ์ เช่น หาดทรายและเนินทรายของเต่าทะเลฟลอริดา ไข่ที่ไม่ได้ฟักจะเป็นแหล่งสารอาหารที่ดีเยี่ยมสำหรับพืชในเนินทราย เมื่อพืชมีความแข็งแรงและมีสุขภาพดี ระบบรากของพวกมันก็ช่วยยึดทรายให้เข้าที่ ลดการกัดเซาะและเสริมสร้างระบบนิเวศที่สำคัญนี้
ป่าชายเลน/บึงเกลือ
แหล่งที่อยู่อาศัยทางทะเลที่เสี่ยงต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อมมากที่สุดคือป่าชายเลน น้ำมันที่รั่วไหลที่ปกคลุมรากของต้นโกงกางที่โผล่ออกมาสามารถอุดรูระบายอากาศหรือเลนทิเซลและทำให้ต้นไม้หายใจไม่ออก รากป่าชายเลนทำให้ตะกอนคงตัวและป้องกันการกัดเซาะของแนวชายฝั่ง ทำให้ตะกอนไม่เกาะติดกับพื้นหญ้าปลาไหลหรือแนวปะการัง พวกเขายังให้บัฟเฟอร์กับพื้นที่ภายในประเทศจากลมพายุเฮอริเคนและคลื่นพายุ ป่าชายเลนและบึงเกลือเป็นแหล่งที่อยู่อาศัยที่สำคัญของนกอพยพ และพื้นที่เพาะพันธุ์ปลาและกุ้ง สภาพแวดล้อมของป่าชายเลนทั้งหมดสามารถถูกทำลายได้ด้วยการรั่วไหลของน้ำมัน ซึ่งไม่เพียงแต่ส่งผลร้ายแรงต่อสิ่งมีชีวิตในทะเลเท่านั้น แต่ยังรวมถึงมนุษย์ที่อาศัยอยู่ใกล้กับระบบนิเวศป้องกันเหล่านี้ด้วย