Den olieforurening, der får størst opmærksomhed, er de store udslip, når tankskibe forliser, og olieboringer kommer ud af kontrol. Sker en sådan ulykke nær kysten, kan konsekvenserne blive meget alvorlige. Fugle og havpattedyr søles ind i olie og omkommer, fiskebanker og østersbanker ødelægges, og badestrande bliver ubrugelige. Ofte er olien kun synlig som en tynd hinde, men selv det kan have ganske alvorlige følger for de mange fugle, der i vintertiden holder til ved kysterne og i de åbne havområder. En lille olieplet på fjerdragten kan ødelægge fuglens varmeisolering, så den dør af kulde. Derudover kan olien forgifte fisk og bunddyr.På længere sigt forsvinder de fleste olieforureninger, fordi olien fordamper eller nedbrydes af mikroorganismer. Nedbrydningen sker meget langsommere i kolde områder end i varme. Derfor kan olieforureninger i arktiske områder have alvorlige langtidsvirkninger.De store olieforureninger kræver en omfattende indsats. Man kan inddæmme olie med flydespærringer og suge den op i containere. I nødsfald spreder man kemikalier, der splitter olien i dråber, som lettere fordeler sig i vandmassen, hvor de kan nedbrydes. Imidlertid kan kemikalierne være mere giftige for dyrelivet end selve olien.
