汙染海洋的物質眾多，從形態上分，有廢水、廢渣和廢氣。根據汙染物的性質和毒性，以及對海洋造成的危害方式，大致可以把汙染物分為以下幾類：

一是石油及其產品。包括原油和從原油中分餾出來的溶劑油、汽油、煤油、柴油、潤滑油、石蠟、瀝清等，以及經過裂化、催化而成的各種產品。

二是重金屬和酸鹼。包括汞、銅、鋅、鑽、鎘、鉻等重金屬，砷、硫、磷等非金屬以及各種酸和鹼。

三是農藥。包括農業上大量使用的，含有汞、銅以及有機氯等成份的除草劑、殺蟲劑，以及工業上應用的多氯聯苯等。

四是有機物質和營養鹽類。這類物質包括工業排出的纖維素、糖醛、油脂，生活汙水中的糞便、洗滌劑和食物殘渣，以及化肥的廢液等。

五是放射性核素。主要是核武器試驗、核工業和核動力設施排放出來的人工放射性物質，大多是鍶－90、銫－137等半衰期為30年左右的同位素。

六是固體廢物，主要是工業和城市垃圾、船舶廢棄物、工程渣土和疏浚物等。

七是廢熱，主要是工業排出的熱廢水。