Quando os nutrientes em excesso entram num corpo de água, o crescimento das plantas e das algas pode acelerar para além dos níveis naturais. A este enriquecimento de nutrientes chama-se eutrofização. No oceano, é mais pronunciado nas zonas costeiras que recebem escoamento agrícola, esgotos e deposição atmosférica de azoto.

O resultado imediato é, normalmente, uma proliferação mais densa de fitoplâncton. Quando a matéria orgânica extra se afunda e se decompõe, o oxigénio é consumido, por vezes causando hipoxia ou anóxia. Alterações na composição das espécies, perda de ervas marinhas devido ao sombreamento e proliferações mais frequentes de algas nocivas são consequências adicionais. Os custos ecológicos e económicos incluem a mortandade de peixes, o encerramento de áreas de cultivo de moluscos e a degradação das águas de recreio.

O controlo da eutrofização exige a redução da entrada de nutrientes nas suas fontes — através da gestão de fertilizantes, do tratamento de efluentes e da proteção das zonas húmidas que intercetam os nutrientes. A recuperação pode demorar anos ou décadas após a redução da carga, uma vez que os sedimentos continuam a libertar nutrientes armazenados. Os programas de monitorização acompanham as concentrações de clorofila, oxigénio e nutrientes para avaliar o estado atual e as tendências.

Uma baía costeira outrora cristalina pode tornar-se cronicamente turva e com falta de oxigénio devido à eutrofização contínua.