प्रकाश प्रदूषण वन्य जीवन के लिए गंभीर खतरा बन गया है, जिसका पौधे और पशु शरीर क्रिया विज्ञान पर नकारात्मक प्रभाव पड़ता है। प्रकाश प्रदूषण पशु नेविगेशन को भ्रमित कर सकता है, शिकार-शिकारी सम्बन्ध में बदलाव करता है और शारीरिक नुकसान पहुंचाता है। जीवन की लय, प्रकाश और अंधेरे की प्राकृतिक दैनिक व्यवस्था से प्रबंधित होती है इसलिए इस व्यवस्था में व्यवधान पारिस्थितिकी गतिशीलता को प्रभावित करता है।

अध्ययनों से संकेत मिलता है कि झीलों के चारों ओर प्रकाश प्रदूषण प्राणिमन्दप्लवक, जैसे कि डफ्निआ को सतही शैवाल खाने से रोकता है, जिससे शैवाल कलियों का विकास होता है जो झील के पौधों को मार सकता है और पानी की गुणवत्ता को कम कर सकता है। प्रकाश प्रदूषण अन्य तरीकों से पारिस्थितिकी प्रणालियों को भी प्रभावित कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, लेपिडोप्टेरिस्ट और कीटविज्ञानियों ने प्रलेखित किया है कि रात के समय का प्रकाश मार्ग खोजने की कीड़ों और अन्य निशाचर पतिंगों की क्षमता के साथ हस्तक्षेप कर सकता है। रात को खिलने वाले फूल जो परागण के लिए कीट पर निर्भर होते हैं वे रात्रिकालीन प्रकाश द्वारा प्रभावित हो सकते हैं, चूंकि वहां कोई प्रतिस्थापक कीट नहीं होता है वह कृत्रिम प्रकाश से प्रभावित नहीं होगा। इससे उस प्रजाति के पौधों में कमी आने लगेगी जो पुनरुत्पादन में असमर्थ हैं और क्षेत्र की दीर्घकालिक पारिस्थितिकी को परिवर्तित कर देंगे।

2009 के एक अध्ययन में पशुओं और पारिस्थितिकी प्रणालियों पर बुरे प्रभावों को भी दर्शाया गया जिसका कारण था तरंगित प्रकाश अथवा प्रकाश का कृत्रिम ध्रुवीकरण (यहां तक कि दिन के वक्त भी, क्योंकि धूप की दिशा का प्राकृतिक ध्रुवीकरण और उसकी परछाई कई पशुओं के लिए जानकारी का एक स्रोत हैं). प्रदूषण के इस रूप को ध्रुवीकृत प्रकाश प्रदूषण (पीएलपी) कहते हैं। अप्राकृतिक ध्रुवीकृत प्रकाश स्रोत, ध्रुवीकरण-संवेदनशील प्रजाति में दोषयुक्त व्यवहार को शुरू कर सकते हैं और पारिस्थितिकीय पारस्परिक क्रिया को बदल सकते हैं।

लंबी इमारतों की रोशनी, प्रवासी पक्षियों को गुमराह कर सकते हैं। अमेरिकी मत्स्य और वन्यजीव सेवा के अनुमान के अनुसार ऊंची इमारतों से आकर्षित होने के बाद मरने वाले पक्षियों की संख्या प्रति वर्ष 4-5 मीलियन है जो और अधिक भी हो सकता है। घातक प्रकाश जागरूकता कार्यक्रम (FLAP) टोरंटो, कनाडा और अन्य शहरों में भवन मालिकों के साथ काम करता है ताकि प्रवास अवधि के दौरान रोशनी को बंद कर के पक्षियों की मृत्यु दर में कमी की जा सके।

इसी तरह के भटकाव को पक्षी की उन प्रजातियों में देखा गया है जो अपतटीय उत्पादन और ड्रिलिंग सुविधा के नज़दीक प्रवास करते हैं। नेडरलैंड्से आर्दोली मात्शापिज बी.वी. (NAM) और शेल द्वारा किए गए अध्ययन ने उत्तरी सागर में नई प्रकाश प्रौद्योगिकी के विकास और परीक्षण को प्रेरित किया है। 2007 के आरम्भ में, शेल उत्पादन मंच L15 पर लाईट को स्थापित किया गया। प्रयोग काफी सफल साबित हुआ क्योंकि इस मंच का चक्कर लगाने वाले पक्षियों की संख्या में 50 से लेकर 90% की गिरावट आई.

समुद्री कछुए के नवजात शिशु जो समुद्र तटों पर घोंसले से निकलते हैं वे भी प्रकाश प्रदूषण के एक शिकार होते हैं। यह एक आम गलत धारणा है कि नवजात समुद्री कछुए चांद की ओर आकर्षित होते हैं। बल्कि, वे समुद्र का पता बालू के टिब्बों के अंधेरे किनारों और अपने वनस्पति से दूर जाते हुए पा लेते हैं और इस व्यवहार के साथ कृत्रिम रोशनी हस्तक्षेप करती है। मेंढक की प्रजनन गतिविधि और उत्पादन प्रक्रिया चांदनी द्वारा निर्देशित होती है। किशोर समुद्रे पक्षी भी प्रकाश द्वारा भटक जाते हैं जब वे अपना घोंसला छोड़ते हैं और समुद्र की तरफ उड़ जाते हैं। स्थल-जलचर और रेंगने वाले प्राणी भी प्रकाश प्रदूषण से प्रभावित होते हैं। सामान्य रूप से अन्धकार अवधि के दौरान शुरू किये गए प्रकाश स्रोत मेलाटोनिन उत्पादन स्तर को बाधित कर सकते हैं। मेलाटोनिन एक हार्मोन है जो कि शरीर विज्ञान की फोटो अवधि और व्यवहार को नियंत्रित करता है। मेंढ़कों और सालामेंडर की कुछ प्रजातियां प्रजनन स्थलों के लिए अपने प्रवासी व्यवहार को उन्मुख करने के लिए एक प्रकाश आश्रित "कम्पास" का उपयोग करती हैं। प्रयुक्त प्रकाश विकास अनियमितताओं को प्रेरित कर सकता है, जैसे कि रेटिना हानि, कम शुक्राणु उत्पादन, आनुवंशिक उत्परिवर्तन.

अर्माघ, उत्तरी आयरलैंड में सितम्बर 2009 में नौवीं यूरोपीय डार्क स्काई संगोष्ठी में एक सत्र था जिसमें रात के प्रकाश के पर्यावरणीय प्रभाव (LAN) पर चर्चा की गई। इसमें चमगादड़, कछुए, LAN की "गुप्त" हानि और कई अन्य विषय. "लॉस एंजिल्स टाइम्स" के लेख में लैन के पर्यावरणीय प्रभावों का उल्लेख 1897 में किया गया था - इस लेख को अर्बन वाइल्डलैंड्स ट्रस्ट, कैलिफोर्निया के डॉ॰ ट्रेविस लॉन्गकोर के पास प्राप्त किया जा सकता है। "इलेक्ट्रिसिटी एंड इंग्लिश साँगबर्ड" लेख का एक अंश निम्नलिखित है:

पारिस्थितिकी प्रणालियों का विघटन
प्रकाश अव्यवस्था
अति-जगमगाहट
प्रकाश अतिचार