समुद्री मलबा मुख्यतः मानवों द्वारा फेंका गया कचरा है जो समुद्र में तैरता या झूलता रहता है। समुद्री मलबे का अस्सी प्रतिशत हिस्सा प्लास्टिक है- एक ऐसा अवयव जो द्वितीय विश्व युद्ध के बाद से बहुत तेज़ी से जमा हो रहा है। समुद्रों में मौजूद प्लास्टि का वज़न सौ मिलियन मेट्रिक टन के बराबर हो सकता है।

त्यागे गए प्लास्टिक बैग, सिक्स पैक रिंग्स और अन्य प्लास्टिक कचरा जो समुद्रों में प्रवेश करता है, वो वन्य जीव-जंतुओं और मत्स्य उद्योग के लिए खतरा है। इससे जलचर जीवन के फंसने, सांस रुकने और अंतर्रग्रहण का खतरा है। 
मछली पकड़ने का जाल, जो आमतौर पर प्लास्टिक से बनता है, मछुवारों द्वारा समुद्रों में छोड़ा या खो सकता है। घोस्ट नेट्स के तौर पर जाने-जाने वाले इन जालों में, मछलियां, डॉल्फिन्स, समुद्री कछुएं, शार्क्स, ड्यूगॉन्ग्स, मगरमच्छ, सीबर्ड्स, केकड़े और दूसरे जंतु फंस सकते हैं, उनका आवागमन बाधित होता है, जिससे भुखमरी, मांस या अंग कटना और संक्रमण हो सकता है और जो जीव सांस लेने के लिए समुद्री सतहों पर आते हैं वो दम घुटने से मर जाते हैं।

कई जंतु जो समुद्र में जीते हैं या फिर इन पर निर्भर करते हैं, बहते हुए कचरे को निगल सकते हैं, क्योंकि वो अक्सर उनके शिकार की तरह दिखता है। प्लास्टिक कचरा, जब स्थूल और उलझा हुआ हो तो इसे निगलना मुश्किल होता है और ये इन जंतुओं के पेट या आंत में स्थायी तौर पर जमा रह सकता है, इससे भोजन का मार्ग अवरुद्ध हो सकता है और भूख और संक्रमण से मौत हो सकती है। 

प्लास्टिक एकत्र होता रहता है क्योंकि वो दूसरे पदार्थों की तरह बायोडीग्रेडेबल यानि स्वाभिक तरीके से सड़नशील नहीं होता है। सूर्य किरणों के संपर्क में आने से वो ज़रूर फोटोडीग्रेड होते हैं लेकिन वो ऐसा सिर्फ सूखी परिस्थितियों में करते हैं, क्योंकि पानी इस प्रक्रिया को रोकता है। समुद्री वातावरण में फोटोडीग्रेडिड प्लास्टिक और भी छोटे टुकड़ों में विघटित होता है, जबकि बचे हुए पॉलीमर, आणविक स्तर तक विघटित होते हैं। जब तैरते हुए प्लास्टिक कण प्राणीमन्दप्लवकों के आकार में फोटोडीग्रेड होते हैं, जैलीफिश उन्हें निगले की कोशिश करती हैं और इस तरह प्लास्टिक समुद्री खाद्य श्रृंखला में प्रवेश करता है।

समुद्री पक्षियों और जानवरों के पेट में प्रवेश कर जाते हैं, इनमें समुद्री कछुए और ब्लैक-फुटेड एल्बट्रॉस भी शामिल है। 

प्लास्टिक कचरे की समुद्री भंवरों के बीच में इकट्ठा होने की प्रवृति है। खासतौर पर ग्रेट पैसेफिक गारबेज पैच में पानी के ऊपरी हिस्से में तैरते प्लास्टिक कणों की मात्रा बहुत ज्यादा है। 1999 में लिए गए नमूनों में, इस क्षेत्र में प्लास्टिक का भार प्राणीमन्दप्लवकों (जो इस क्षेत्र में प्रमुख तौर पर पाए जाते हैं) के भार से छह गुना ज्यादा पाया गया। सभी हवाई द्वीपों के बीच मिडवे एटॉल में इस गारबेज पैज से काफी मात्रा में कचरा आता है। इस कचरे का नब्बे प्रतिशत प्लास्टिक है जो मिडवे के तटों पर इकट्ठा होता है जहां ये द्वीप के पक्षियों के लिए खतरा बन जाता है। लेसेन एल्बट्रॉस की वैश्विक संख्या का दो-तिहाई (1.5 मिलियन) हिस्सा मिडवे एटॉल में पाया जाता है। यहां पाए जाने वाले करीबन हर एल्बट्रॉस के पाचन तंत्र में प्लास्टिक मौजूद है और इनके एक-तिहाई चूज़े मर जाते हैं।

प्लास्टिक पदार्थों के उत्पादन में इस्तेमाल किए जाने वाले ज़हरीले योगज जब पानी के संपर्क में आते हैं तो वो आसपास के वातावरण में घुल कर बह जाते हैं. जलप्रसारित जल विरोधी प्रदूषक प्लास्टिक कचरे की सतह पर इकट्ठा और आवर्धन होते हैं और प्लास्टिक को समुद्र में उससे और भी ज्यादा खतरनाक बना देते हैं, जितना वो ज़मीन पर होते हैं। जल विरोधी संदूषक प्राकृतिक रूप से वसा ऊतकों में बायोएक्युम्यूलेट के रूप में जाने जाते हैं और भोजन श्रृंखला को प्राकृतिक रूप से और भी बड़ा बना देते हैं जिससे शीर्ष परभक्षियों पर दबाव पड़ता है। कुछ प्लास्टिक योगज ग्रहण होने पर अंतःस्त्रावी तंत्र को भी अस्त-व्यस्त कर देते हैं, जबकि कुछ प्रतिरक्षी तंत्र को नुकसान पहुंचा सकते हैं या फिर प्रजनन दर को घटा सकते हैं। तैरता मलबा समुद्री पानी से PCBs, DDT और PAHs जैसे दीर्घस्थायी जैविक प्रदूषकों को सोख सकता है। विषैले प्रभावों के अलावा, जब इनमें से कुछ ग्रहण कर लिए जाते हैं तो जानवरों का मस्तिष्क इन्हें एस्ट्राडियोल समझ सकता है, जिससे जीव-जंतुओं में हॉर्मोन प्रभावित हो सकते हैं।

अनुकूलन और शमन
समुद्र तल में खनन
सीधा निस्सरण
प्लास्टिक मलबा