समुद्री पानी के डिसेलिनेशन संयंत्रों का एक प्रमुख पर्यावर्णीय चिंतन का विषय खुले समुद्री पानी को पीने से होने वाला प्रभाव है, विशेषकर जब ये बिजली के संयंत्रों के पास स्थित होते हैं। समुद्री पानी के संयंत्रों की कई प्रस्तावित शुरूआती योजनाएं समुद्री जीवन पर पड़ने वाले प्रभाव पर ध्यान देने की बजाए पीने से होने वाले प्रभाव पर निर्भर थीं। संयुक्त राज्य अमेरिका में, स्वच्छ जल अधिनियम के अनुसार हाल ही में दिए गए अदालत के फैसले के अनुसार, प्लेंक्टन, मछली के अंडे और मछली लार्वा के रूप में समुद्री जीवन की मृत्यु दर को नब्बे प्रतिशत तक कम किए बगैर इस पानी को पीना व्यवहार्य नहीं है। कई विकल्प उपलब्ध हैं, जिनमे समद्र तट पर स्थित कुएं शामिल हैं जो इन चिंताओं का निवारण करते हैं, किन्तु इनके लिए अधिक ऊर्जा तथा उच्च लागत की आवश्यकता होती है जबकि उत्पादन सीमित मात्रा में होता है। अन्य पर्यावरणीय चिंताओं बिजली के संयंत्रों से होने वाला वायु प्रदूषण और ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन शामिल है। 

समुद्री पानी में वापस नमक मिलाने से होने वाले पर्यावरणीय प्रभाव को सीमित करने के लिए, इसे समुद्र में मिलने वाले पानी की अन्य धारा, जैसे किसी अपशिष्ट जल ट्रीटमेंट संयंत्र या बिजली के संयंत्र के में मिला कर कम नमकीन किया जा सकता है। हालांकि समुद्री जल विद्युत संयंत्र पानी से निकालने वाला ठंडा पानी अपशिष्ट जल उपचार संयंत्र से निकलने वाले पानी जैसा मीठा नहीं होता, नमकीन पानी की लवणता फिर भी कम हो जाती है। अगर बिजली संयंत्र मध्यम से बड़े आकार तक का है और डिसेलिनेशन संयंत्र विशाल नहीं है, तो जाहिर है कि बिजली संयंत्र के ठन्डे पानी का प्रवाह, डिसेलिनेशन संयंत्र की तुलना में कहीं अधिक होगा. लवणता में वृद्धि को कम करने की एक अन्य विधि नमकीन पानी को एक बहुत बड़े क्षेत्र में फैलाना है ताकि खारेपन में केवल मामूली बढ़त हो. उदाहरण के लिए, एक बार नमकीन पानी युक्त पाइप लाइन समुद्र तल तक पहुंचती है, तो यह कई शाखाओं में विभाजित हो सकती है, जिसमें से प्रत्येक अपनी लम्बाई में स्थित छोटे छेदों के माध्यम से धीरे धीरे नमकीन पानी छोड़ सकती है। इस विधि को संयुक्त रूप से नमकीन पानी को बिजली के संयंत्र या अपशिष्ट जल संयंत्र से निकलने वाले पानी में मिला कर किया जा सकता है।

गाढे समुद्री पानी में पारिस्थितिकी तंत्र को नुकसान पहुंचाने की क्षमता है, विशेष रूप से ऐसे समुद्री क्षेत्र जहां कम तलछट तथा उच्च वाष्पीकरण के कारण पहले से ही अत्यधिक खारापन है। ऐसे स्थानों के उदाहरणों में फारस की खाड़ी, लाल सागर और विशेष रूप से, एटोल के कोरल लैगून और दुनिया भर में स्थित अन्य उष्णकटिबंधीय द्वीप हैं। क्योंकि लवणीय पानी उच्च मात्रा में घुले हुए पदार्थों की वजह से आसपास के समुद्री पानी से अधिक सघन होता है, इसे पानी के स्त्रोतों में छोड़ने का अर्थ पानी के स्रोत की पारिस्थितिकी को खतरे में डालना है क्योंकि नमकीन पानी डूब जाता है और पारिस्थितिकी को नुकसान पहुंचाने के लिए लंबे समय तक बना रहता है। सावधानी से पुनः शुरूआत इस समस्या को कम कर सकती है। उदाहरण के लिए, 2007 में सिडनी में बनने वाले डिसेलिनेशन संयंत्र और समुद्री आउटलेट संरचनाओं के जल अधिकारियों ने कहा कि समुद्री आउटलेट समुद्र की अत्यधिक गहराई वाले स्थानों पर स्थित होंगे जो सघन पानी के फैलाव में इस प्रकार वृद्धि करेंगे कि आउटलेट बिन्दुओं के 50 से 75 मीटर के दायरे में इसमें और सामान्य समुद्री पानी में अंतर करना संभव नहीं होगा. सिडनी अपने समुद्र तट से दूर स्थित विशेष समुद्री परिस्थितियों के लिए भाग्यशाली है जो सघन सहउत्पादों को तेज़ी से कम कर देते हैं, जिससे पर्यावरण को होने वाला नुकसान कम हो जाता है।

2007 में, ऑस्ट्रेलिया के पर्थ में, क्विनना डिसेलिनेशन संयंत्र खोला गया था। समुद्र से पानी केवल प्रति सेकंड 0.1 मीटर की दर से खींचा जाता है, जो काफी धीमी गति होने के कारण मछली के बच कर निकलने के लिए पर्याप्त है। संयंत्र प्रति दिन लगभग 140,000 घन मीटर स्वच्छ पानी प्रदान करता है। 

पर्यावरण संबंधी
त्रिनिदाद एंड टोबैगो
टेम्पा बे डिसेलिनेशन परियोजना
साइप्रस