石油及石油產品會嚴重汙染人類賴以生存的土壤、水體以及空氣，併產生嚴重後果。汙染的海灘據統計，每年透過各種渠道洩入海洋的石油和石油產品，約佔全世界石油總產量的0.5%，傾注到海洋的石油量達200~1000萬噸，由於航運而排入海洋的石油汙染物達160~200萬噸，其中1/3左右是油輪在海上發生事故導致石油洩漏造成的。中國海上各種溢油事故每年約發生500起，沿海地區海水含油量已超過國家規定的海水水質標準2~8倍，海洋石油汙染十分嚴重。海洋石油汙染危害是多方面的，如在水面形成油膜，阻礙了水體與大氣之間的氣體交換;油類黏附在魚類、藻類和浮游生物上，致使海洋生物死亡，並破壞海鳥生活環境，導致海鳥死亡和種群數量下降。同時海面的油膜也會阻礙大氣與海水的物質交換，影響海面對電磁輻射的吸收、傳遞和反射；兩極地區海域冰面上的油膜，能增加對太陽能的吸收而加速冰層的融化，使海平面上升，並影響全球氣候；海面及海水中的石油烴能溶解部分鹵化烴等汙染物，降低介面間的物質遷移轉化率；破壞海濱風景區和海濱浴場。隨著石油的大規模勘探、開採，石油化工業的發展及其產品的廣泛應用，石油及石油化工產品對於地下水的汙染已成為不可忽視的問題。石油和石油化工產品，經常以非水相液體(NAPL)的形式汙染土壤、含水層和地下水。當NAPL的密度大於水的密度時，汙染物將穿過地表土壤及含水層到達隔水底板，即潛沒在地下水中，並沿隔水底板橫向擴充套件;當NAPL密度小於水的密度時，汙染物的垂向移在地下水面受阻，而沿地下水面(主要在水的非飽和帶)橫向廣泛擴充套件。NAPL可被孔隙介質長期束縛，其可溶性成分還會逐漸擴散至地下水中，從而成為一種永續性的汙染源。