Cuando se extraen peces a un ritmo mayor que la capacidad de las poblaciones para regenerarse, se produce la sobrepesca. Esta puede reducir la biomasa de las poblaciones, alterar la estructura de edades y modificar la composición genética de los peces restantes. En casos graves, las poblaciones colapsan y la pesquería deja de ser económicamente viable.

Entre los factores que impulsan esta situación se incluyen la sobrecapacidad de la flota, la regulación ineficaz, la pesca ilegal y los subsidios que permiten que operen embarcaciones no rentables. Los efectos en el ecosistema van más allá de las especies objetivo: las redes tróficas se modifican, la captura incidental de especies no objetivo aumenta la presión relativa y los hábitats pueden resultar dañados por los artes de pesca. La recuperación es posible, pero puede requerir de años a décadas de reducción de la mortalidad por pesca, especialmente para las especies longevas.

Los límites de captura basados ​​en criterios científicos, la gestión basada en derechos, las áreas marinas protegidas y la mejora del monitoreo han logrado revertir la sobrepesca en algunas regiones. Sin embargo, a nivel mundial, una fracción considerable de las poblaciones evaluadas sigue estando sobreexplotada o continúa sufriendo sobrepesca. Tanto las decisiones de los consumidores como la cooperación internacional influyen en esta tendencia.

Una población que en su día sustentó una próspera actividad pesquera puede quedar reducida a un mero remanente en pocas décadas de explotación incontrolada.