Le materie plastiche rappresentano una minaccia per l'ambiente perché la rottura di diversi tipi di plastica porta al rilascio di varie sostanze chimiche tossiche. I detriti di plastica prima della decomposizione rappresentano anche una serie di rischi per la fauna selvatica e gli ecosistemi.
Il chimico Katsuhiko Saido della Nihon University in Giappone ha guidato un team di ricercatori per scoprire che la plastica si rompe rapidamente nell'oceano, rilasciando sostanze chimiche come il bisfenolo A o BPA e il trimero di stirene. Il trimero di stirene è potenzialmente cancerogeno, mentre il BPA interferisce con i sistemi endocrini animali, interrompendo la funzione riproduttiva. Questa stessa interruzione può verificarsi anche nelle discariche in cui le sostanze chimiche si depositano potenzialmente nelle falde acquifere. Secondo i Centers for Disease Control and Prevention, il 93% delle persone mostra livelli evidenti di bisfenolo A nelle urine. Nei corsi d'acqua del mondo, queste tossine si estendono oltre la superficie dell'acqua. Molte di queste molecole tossiche sono più pesanti dell'acqua, il che significa che lentamente affondano e si disperdono in tutta la colonna d'acqua. Le acque calde e tropicali sono più suscettibili a questo guasto, in quanto la rottura si verifica più rapidamente a temperature più calde.
Oltre ai sottoprodotti chimici, le plastiche intatte rappresentano una minaccia ambientale. Molti animali ingeriscono accidentalmente prodotti di plastica, a volte con risultati fatali. Sacchetti di plastica e anelli di soda impigliano anche la natura sfortunata, a volte impedendo l'apertura della bocca o causando soffocamento. Le specie invasive possono anche fare autostop su detriti di plastica galleggianti in acqua.