L'estrazione a cielo aperto, noto anche come estrazione superficiale o estrazione a cielo aperto, presenta svantaggi che includono disturbi dell'ambiente e degli ecosistemi locali, esposizione di elementi radioattivi e contaminazione di fonti d'acqua dolce. L'uso di macchinari pesanti e tecniche di sabbiatura crea anche inquinamento ambientale.
La presenza di pozzi e stagni intorno alle miniere contribuisce alla contaminazione delle acque sotterranee. La sabbiatura crea fratture nella roccia, consentendo il drenaggio delle mine dalle miniere abbandonate nelle falde acquifere sotterranee. Le acque sotterranee contaminate hanno in genere un pH più alto e durezza totale e contengono solfato disciolto. Gli elementi radioattivi prodotti dai fanghi di roccia possono anche inquinare le falde acquifere facendole defluire in una roccia fratturata. L'estrazione superficiale contribuisce anche all'inquinamento atmosferico attraverso il rilascio di composti tossici. Questi particolati reagiscono con il vapore acqueo per produrre piogge acide.
L'estrazione di carbone superficiale, ad esempio, ha contaminato più di 5.000 miglia di torrenti negli Stati Uniti orientali, incidendo sugli ecosistemi acquatici e sulle forniture pubbliche di acqua potabile. Sebbene l'estrazione di superficie riduca i costi di produzione e metta meno rischi per la salute dei minatori rispetto alle miniere sotterranee, l'estrazione di superficie richiede anche la demolizione nella roccia e la modifica del paesaggio, aumentando il rischio di erosione montana, frane e compattazione del suolo. Alcuni stati, come l'Oklahoma, richiedono la bonifica di vecchi siti minerari di superficie per ripristinarne l'usabilità.
