石油在开采、炼制、储运和使用过程中进入海洋环境而造成的污染，就是海洋石油污染。石油污染物入海的途径可谓多种多样，主要包括：炼油厂含油废水经河流或直接注入海洋；海上钻井和生产作业排放或泄漏；船舶漏油、排放或发生事故；海底自然渗漏等。据统计，每年通过各种渠道进入海洋的石油和石油产品，约占全世界石油总产量的0．5％，其中由人类活动而引入海洋的石油量为1．2亿升，而由海底自然渗漏入海洋的石油量高达7亿升，是前者的近6倍。
海洋石油污染的危害涉及面颇广，对人类生产生活，鸟类、海洋动物和植物生物多样性及海洋环境都有极大危害。受洋流和海浪的影响，海洋中的石油极易在岸边富集，使海滩受到污染，破坏旅游资源。海洋石油污染还会改变某些经济鱼类的洄游路线，沾污渔网、养殖器材和渔获物等。此外，石油在海面形成的油膜会阻碍大气与海水之间的气体交换，影响海面对电磁辐射的吸收、传递和反射。长期覆盖在极地冰面的油膜，会增强冰块吸热能力，加速冰层融化，对全球海平面变化和长期气候变化产生潜在影响。
虽然海底自然渗漏造成的石油污染量更大，但人类活动带来的钻井平台倾覆、输油管道爆裂，抑或是油轮失事，也会造成难以估量的海洋生态灾难。2010年4月20日发生一起墨西哥湾外海油污外漏事件。起因是英国石油公司所租用的“深水地平线”钻井平台发生井喷并爆炸，导致漏油事故。从2010年4月20日到7月15日之间，大约共泄漏了320万桶石油，导致至少2500平方千米的海水被石油覆盖。
应对海洋石油污染，首先应以预防为主，尽量避免石油污染的发生。例如，对海洋石油作业的平台、船舶等加强监督检查，随时监测监视海区的石油污染状况；提升钻井、作业平台的技术装备水平，确保不让一滴污染物落海；做好溢油应急计划，防止由意外事故如井喷或海底管线破裂造成的原油泄漏。实践证明，海洋石油污染一旦发生，如能采取有效措施，损失就会小得多。例如，处理海洋石油污染，先要用“拦油栅”将浮油阻隔起来，防止其扩散和漂流。然后，用各种物理方法把阻隔起来的石油尽量回收。对于剩下无法回收的部分再用化学方法和生物方法处理。
其次，海洋石油作业平台必须按照规定要求做好环保工作，对开发生产过程中产生的废气、废水和固体废物等必须进行减量化、无害化处理，达标后才能排放，如果实在无法达标，必须运回陆地实施有效的处理处置。对于平台上产生的生活污水，也要处理达标后才能排放。