Cuando un exceso de nutrientes llega a un cuerpo de agua, el crecimiento de plantas y algas puede acelerarse más allá de los niveles naturales. Este enriquecimiento de nutrientes se denomina eutrofización. En el océano, es más pronunciada en las zonas costeras que reciben escorrentía agrícola, aguas residuales y deposición atmosférica de nitrógeno.

El resultado inmediato suele ser una mayor densidad de floraciones de fitoplancton. Cuando la materia orgánica adicional se hunde y se descompone, consume oxígeno, lo que a veces produce hipoxia o anoxia. Cambios en la composición de especies, pérdida de praderas marinas por sombreado y floraciones de algas nocivas más frecuentes son consecuencias adicionales. Los costos ecológicos y económicos incluyen la muerte de peces, el cierre de bancos de mariscos y la degradación de las aguas recreativas.

Para controlar la eutrofización, es necesario reducir el aporte de nutrientes en su origen, mediante la gestión de fertilizantes, el tratamiento de aguas residuales y la protección de los humedales que interceptan los nutrientes. La recuperación puede tardar años o incluso décadas después de la reducción de la carga de nutrientes, ya que los sedimentos siguen liberando los nutrientes almacenados. Los programas de monitoreo registran las concentraciones de clorofila, oxígeno y nutrientes para evaluar el estado y las tendencias.

Una bahía costera que antes era cristalina puede volverse crónicamente turbia y sufrir estrés por falta de oxígeno debido a la eutrofización sostenida.