Os plásticos representam uma ameaça ao meio ambiente porque a quebra de diferentes tipos de plástico leva à liberação de vários produtos químicos tóxicos. Detritos de plástico antes da decomposição também representam uma variedade de riscos para a vida selvagem e os ecossistemas.
O químico Katsuhiko Saido, da Nihon University, no Japão, liderou uma equipe de pesquisadores para descobrir que o plástico se decompõe rapidamente no oceano, liberando produtos químicos como o bisfenol A, ou BPA, e o trímero de estireno. O trímero de estireno é potencialmente cancerígeno, enquanto o BPA interfere nos sistemas endócrinos dos animais, interrompendo a função reprodutiva. Este mesmo colapso também pode ocorrer em aterros onde os produtos químicos potencialmente infiltram-se nos lençóis freáticos. De acordo com os Centros de Controle e Prevenção de Doenças, 93 por cento das pessoas apresentam níveis discerníveis de bisfenol A na urina. Nos cursos de água do mundo, essas toxinas se estendem além da superfície da água. Muitas dessas moléculas tóxicas são mais pesadas do que a água, o que significa que lentamente afundam e se dispersam pela coluna d'água. Águas tropicais quentes são mais suscetíveis a essa quebra, pois a quebra ocorre mais rapidamente em temperaturas mais altas.
Além de subprodutos químicos, os plásticos intactos representam uma ameaça ambiental. Muitos animais ingerem acidentalmente produtos de plástico, às vezes com resultados fatais. Sacos plásticos e anéis de refrigerante também envolvem animais selvagens infelizes, às vezes impedindo a boca de abrir ou causando asfixia. As espécies invasoras também podem pegar carona em detritos de plástico flutuantes na água.