Ở một số vùng biển ven bờ, nồng độ oxy giảm xuống quá thấp đến mức hầu hết các loài động vật không thể sống sót. Những vùng này được gọi là vùng chết. Chúng hình thành khi lượng chất dinh dưỡng dư thừa, thường là nitơ và phốt pho từ nông nghiệp và nước thải, thúc đẩy sự phát triển mạnh mẽ của tảo. Khi tảo chết và chìm xuống, quá trình phân hủy của vi khuẩn tiêu thụ oxy hòa tan nhanh hơn tốc độ oxy được bổ sung.

Sự phân tầng của cột nước ngăn cản sự trộn lẫn của nước mặt giàu oxy xuống tầng sâu, làm trầm trọng thêm vấn đề. Vùng chết ở Vịnh Mexico, được sông Mississippi bồi đắp, là một trong những vùng lớn nhất và được nghiên cứu nhiều nhất. Các đặc điểm tương tự xuất hiện ở Biển Baltic, Vịnh Chesapeake và nhiều hệ sinh thái giàu chất dinh dưỡng khác trên toàn thế giới.

Động vật di chuyển nhanh sẽ bỏ chạy; sinh vật không di chuyển sẽ chết. Ngành thủy sản và các dịch vụ hệ sinh thái bị ảnh hưởng. Giảm tải lượng chất dinh dưỡng thông qua việc quản lý phân bón hiệu quả hơn, xử lý nước thải và phục hồi các vùng đất ngập nước có chức năng giữ lại chất dinh dưỡng là giải pháp lâu dài chính. Việc giám sát theo mùa giúp theo dõi quy mô và cường độ của các vùng chết mỗi năm.

Vùng chết có thể mở rộng trên hàng nghìn ki-lô-mét vuông vào mùa hè và thu hẹp lại khi có bão mùa thu.