L'industria petrolifera influisce sull'ambiente in vari modi, tra cui la perforazione, il trasporto e il potenziale di sversamenti. I sottoprodotti chimici creati durante la perforazione contengono molte tossine conosciute e le tubazioni metalliche utilizzate per trasportare l'olio possono corrodersi, causando perdite e condutture rotte che inquinano il terreno e l'acqua.
Le acque di scarico delle trivellazioni petrolifere contengono cadmio, arsenico, piombo, mercurio, zinco e rame che si accumulano nel tempo negli esseri viventi. Le tubazioni metalliche possono esplodere quando la corrosione le indebolisce, il che contamina qualsiasi terra e l'acqua circostante. Gli effetti di una fuoriuscita di petrolio sull'ambiente dipendono dal tipo di olio. Gli oli combustibili come diesel e benzina sono oli che evaporano rapidamente ma sono tossici e possono infiammarsi. Gli oli di bunker, usati per rifornire le navi, sono più pesanti, appaiono neri e appiccicosi e possono rimanere nell'ambiente per mesi o addirittura anni se non vengono rimossi.
Quando l'olio viene versato, colpisce l'area circostante in un certo numero di modi, dalla tossicità chimica alla soffocamento letterale della fauna selvatica. Gli oli particolarmente pesanti possono coprire completamente gli animali e soffocarli e le sostanze chimiche velenose possono essere assorbite attraverso la pelle. Alcuni degli animali che hanno maggiori probabilità di essere danneggiati dalle fuoriuscite di petrolio sull'acqua sono uccelli marini e lontre marine.
