پسماند‌های پلاستیکی بیشترین پراکندگی را در دریا دارند. مواد پلاستیکی که به دریا ریخته می‌شوند، گاه به سطح دریا می‌آیند، گاه نیز به عمق دریا فرو می‌روند و گاه امواج، آن‌ها را به ساحل می‌برند. مواد پلاستیکی شناور نیز در جریانات آبی قرار می‌گیرند و در مناطق مختلف جهان منتشر می‌شوند.

مواد پلاستیکی در عین اینکه شرایط را برای افراد جوامع مدرن، مطلوب می‌سازند، اما وقتی وارد محیط زیست می‌شوند، محیط را برای مرگ و میر جانداران آماده می‌کنند.

بسیاری از گونه‌های جانداران از آلودگی پلاستیکی تأثیر می‌پذیرند چراکه موجودات زنده، گاهی در تور‌های پلاستیکی گرفتار می‌شوند و گاه با فرض اینکه این تور‌ها جانداری دیگر و صیدی قابل خوردن هستند، آن‌ها را می‌بلعند.

از دیگر مشکلات ناشی از آلودگی پلاستیکی آن است که پسماند‌های پلاستیکی، انتقال گونه‌های زنده را از منطقه‌ای به منطقه دیگر موجب می‌شوند. به این ترتیب که گونه‌های غیربومی خود را به پسماند‌های پلاستیکی آویزان کرده و همراه با آن‌ها در دریا سفر می‌کنند تا به محیط زیستی جدید منتقل و موجب تغییر در نسبت گونه‌های آن‌ها و یا حتی انقراض برخی گونه‌ها شوند.

پسماند‌های پلاستیکی همچنین آلاینده‌ها را به محیط زیست دیگر و یا به موجود زنده‌ای که آن‌ها را می‌بلعد، منتقل می‌کنند. علاوه بر تأثیر ناشی از پسماند‌های پلاستیکی بر حیات دریایی، این پسماند‌ها می‌توانند به صنایع دریایی نیز خسارت وارد کنند، مثلا با پروانه‌های موتور قایق‌های صیادی برخورد کرده و موجب مسدود شدن سیستم خنک کردن تجهیزات آن شوند.

آمار‌ها حاکی از هزینه‌های هنگفتی است که خسارت ناشی از پسماند‌های پلاستیکی برای صنایع دریایی در منطقه آسیا و اقیانوس آرام، در بر دارد.

تحقیقات نشان داد که بیش از ۲۶۷ گونه آبزی در دریا‌های جهان از بلعیدن پسماند‌های پلاستیکی یا گرفتار شدن در آنها، رنج می‌برند. وقتی این بلع یا گرفتار شدن اتفاق می‌افتد، موجودات دریایی به شدت تأثیر می‌پذیرند به گونه‌ای که اغلب اوقات جان خود را از دست می‌دهند.

تعیین میزان دقیق تأثیرگذاری پسماند‌های پلاستیکی در محیط زیست دریا یا پیش‌بینی عواقب وجود آن‌ها در موجودات دریایی که آن‌ها را می‌بلعند، دشوار است چراکه نمی‌توان این پسماند‌ها را در عمق دریا به طور مستقیم مشاهده کرد.

نتایج یک پژوهش نشان داد که در دریای شمال در هر کیلومتر مربع از عمق دریا به طور متوسط ۱۱۰ قطعه پسماند پلاستیکی وجود دارد.

اگر این رقم را به کل دریای شمال تعمیم دهیم این بدان معناست که ۶۰۰۰۰ متر مکعب پسماند‌های پلاستیک در عمق این دریا وجود دارد. در هنگام تحقیق در مناطق دریایی در آب‌های مدیترانه و در عمق ۲۵۰۰ متری، ۳۰۰ میلیون قطعه پسماند پلاستیکی یافت شد. در آب‌های هلند نیز ۵۰۰ تن پسماند در بین سال‌های ۲۰۰۰ تا ۲۰۰۶ و در قالب طرح «صیادی برای جمع‌آوری پسماند» جمع‌آوری شد. این پسماند‌ها شامل لاستیک کامیون‌ها، یخچال‌ها، مواد بسته‌بندی، بار کشتی‌های غرق‌شده و مفقود شده، تجهیزات حمل و نقل، طناب و دیگر اشیاء است.

به نظر می‌رسد که پسماند‌های پلاستیکی متشکل از مواد پلاستیکی مصرف شده، اغلب در نزدیکی مناطق ساحلی پرجمعیت وجود دارند. البته بر خلاف این موضوع، پسماند‌های پلاستیکی در مناطق دور از فعالیت بشری نیز وجود دارند که اغلب شامل تجهیزات صیادی می‌شود که به دریا انداخته و یا در دریا گم شده است. صنعت صیادی مسوول ایجاد پراکندن بسیاری از پسماند‌های پلاستیکی است و ۵۰ تا ۹۰ درصد از کل زباله‌های دریایی پلاستیکی موجود در اقیانوس‌ها به این صنعت اختصاص دارد؛ لذا باید از رها کردن، گم کردن و انداختن پسماند‌های صنعت صید به طور جدی جلوگیری شود تا از حجم این نوع پسماند‌ها و در نتیجه پیامد‌های مضر آن بر حیات دریایی کاسته شود. با این وجود، مواد پلاستیکی موجود در محیط زیست دریا، به مواد ریزتری نیز تجزیه می‌شوند تا به صورت مواد میکروپلاستیک درآمده و مدت طولانی‌تری در دریا وجود داشته باشند.

به گزارش نشریه محیط زیست دریایی، هنوز هم داده‌ها و اطلاعات درباره فراوانی پسماند‌های پلاستیکی در محیط زیست قعر دریا‌ها و اقیانوس‌ها، بسیار محدود است چراکه دستیابی به این اطلاعات و عملیات نمونه‌برداری با دشواری روبروست و هزینه‌های انجام تحقیقات علمی در این باره زیاد است. از این‌رو اغلب دانشمندانی که در زمینه بقایای پسماند‌های پلاستیکی در اعماق دریا‌ها تحقیق می‌کنند، تمرکز خود را بیشتر بر فلات قاره‌ای گذاشته‌اند. انجام عملیات تحقیق درباره پسماند‌های پلاستیکی موجود در دریا به صورت مشاهده مستقیم فقط در آب‌های کم‌عمق ممکن است و در عین‌حال می‌توان با استفاده از تور، اجزای موجود در اعماق دریا را مورد رصد قرار داد.