Meerestiere können schwere Folgen erleiden, nachdem sie Müll aufgenommen haben. Müll kann eine Blockade im Verdauungstrakt verursachen, was zu Verhungern oder Tod führt. Er kann Verletzungen innen und außen verursachen, die möglicherweise zu Infektionen führen. Toxizitäten treten auf, wenn Müll schädliche Chemikalien ins Wasser oder in das System eines Tieres abgibt. Mangelernährung entsteht, wenn Müll den Magen eines Tieres füllt, sodass kein Platz für nahrhafte Nahrung bleibt. Verwicklung kann Tiere bewegungsunfähig machen und Bewegung oder Fressen verhindern. Müll kann auch Fortpflanzungsprobleme verursachen.
Spezifische Beispiele umfassen Delfine, deren Mägen voller Plastiktüten und Fischernetze sind, Meeresschildkröten, die Plastiktüten für Quallen halten, Wale, die sich in Fischereigeräten verfangen, und Seevögel, die durch weggeworfene Ausrüstung verletzt werden. Fische, Robben und Seelöwen werden ebenfalls von Meeresabfällen betroffen.