Além dos impactos negativos econômicos e estéticos, estes materiais são responsáveis pela morte de inúmeros organismos marinhos, e estas mortes estão se intensificando cada vez mais. Pedaços de isopor, espumas e filtros de cigarros são vistos por aves marinhas, peixes e tartarugas marinhas como se fossem ovas de peixes e são engolidos. Tais materiais não conseguem passar pelo duodeno e ficam aprisionados no estômago de suas vítimas. Isto faz com que o animal se sinta saciado, pois vai cada vez mais ficando com o estômago cheio, passando então a não mais se alimentar. O resultado é a morte por inanição. O mesmo ocorre no caso de sacos plásticos onde algumas espécies de tartarugas marinhas que têm nas águas-vivas o principal componente de sua dieta alimentar. Os sacos plásticos que ficam flutuando na água são interpretados pelas tartarugas como águas-vivas e são engolidos.
Diversos recipientes, como copos, garrafas e potes funcionam como esconderijos para caramujos predadores de ovos de peixes. Dentro deles os caramujos ficam protegidos de seus predadores, podendo predar intensamente os ovos. Com isto há um desequilíbrio entre as populações de seres marinhos.
Restos de redes e linhas de pesca abandonados no mar permanecem no ambiente matando indiscriminadamente e desnecessariamente peixes, aves e mamíferos marinhos. Com uma das pontas presas em pedras ou na vegetação submersa, estes artefatos de pesca são armadilhas mortais. Os animais se enroscam e morrem enforcados, por asfixia ou por inanição. Focas, leões marinhos, golfinhos, peixes-boi, aves marinhas e peixes são algumas das inúmeras vítimas.
