जब मछलियों को उनकी आबादी के पुनर्भरण की दर से अधिक तेज़ी से पकड़ा जाता है, तो इसका परिणाम अतिमछली पकड़ने के रूप में सामने आता है। इससे मछलियों की जैव मात्रा कम हो सकती है, आयु संरचना में बदलाव आ सकता है और शेष मछलियों की आनुवंशिक संरचना में परिवर्तन हो सकता है। गंभीर मामलों में मछलियाँ विलुप्त हो जाती हैं और मत्स्य पालन आर्थिक रूप से अलाभकारी हो जाता है।

इसके कारणों में मछली पकड़ने की क्षमता का अत्यधिक होना, अप्रभावी नियमन, अवैध मछली पकड़ना और लाभहीन जहाजों को चालू रखने के लिए दी जाने वाली सब्सिडी शामिल हैं। पारिस्थितिकी तंत्र पर इसके प्रभाव लक्षित प्रजातियों से कहीं अधिक व्यापक हैं: खाद्य श्रृंखला में बदलाव आता है, गैर-लक्षित प्रजातियों के आकस्मिक शिकार से सापेक्ष दबाव बढ़ता है और मछली पकड़ने के उपकरणों से उनके आवासों को नुकसान पहुँच सकता है। पुनर्प्राप्ति संभव है, लेकिन इसमें मछली पकड़ने से होने वाली मृत्यु दर को कम करने में वर्षों से लेकर दशकों तक का समय लग सकता है, विशेष रूप से लंबी आयु वाली प्रजातियों के लिए।

विज्ञान आधारित मछली पकड़ने की सीमाएं, अधिकार आधारित प्रबंधन, समुद्री संरक्षित क्षेत्र और बेहतर निगरानी ने कुछ क्षेत्रों में अत्यधिक मछली पकड़ने की समस्या को कम करने में मदद की है। हालांकि, वैश्विक स्तर पर, मूल्यांकित स्टॉक का एक बड़ा हिस्सा अभी भी अत्यधिक मछली पकड़ने की चपेट में है या लगातार इस समस्या से जूझ रहा है। उपभोक्ताओं की पसंद और अंतरराष्ट्रीय सहयोग दोनों ही इस स्थिति को प्रभावित करते हैं।

एक ऐसी आबादी जो कभी एक समृद्ध मत्स्य पालन उद्योग का आधार थी, अनियंत्रित मछली पकड़ने के कारण कुछ ही दशकों में एक अवशेष मात्र रह सकती है।