Lorsque les poissons sont prélevés plus rapidement que les populations ne peuvent se reconstituer, il en résulte une surpêche. Celle-ci peut réduire la biomasse des stocks, perturber la structure d'âge et altérer la composition génétique des poissons restants. Dans les cas les plus graves, les stocks s'effondrent et la pêche devient non rentable.

Parmi les facteurs en cause figurent la surcapacité des flottes, une réglementation inefficace, la pêche illégale et les subventions qui maintiennent en activité des navires non rentables. Les effets sur les écosystèmes dépassent le cadre des espèces cibles : les réseaux trophiques se modifient, les prises accessoires d’espèces non cibles augmentent la pression relative et les habitats peuvent être endommagés par les engins de pêche. Un rétablissement est possible, mais il peut nécessiter des années, voire des décennies, de réduction de la mortalité par pêche, en particulier pour les espèces à longue durée de vie.

Des quotas de pêche fondés sur des données scientifiques, une gestion respectueuse des droits des espèces, des aires marines protégées et un suivi renforcé ont permis d'enrayer la surpêche dans certaines régions. À l'échelle mondiale, cependant, une part importante des stocks évalués demeure surexploitée ou continue de l'être. Les choix des consommateurs et la coopération internationale influent sur cette évolution.

Une population qui autrefois soutenait une pêche florissante peut être réduite à un vestige en quelques décennies de pêche incontrôlée.