Como as partículas de plástico são encontradas principalmente no pelágicos camada do oceano, eles experimentam altos níveis de Fotodegradação, o que faz com que os plásticos para quebrar cada vez mais pequenos. Estas peças eventualmente tornam-se tão pequenas que até mesmo os microorganismos podem ingerir e metabolizá-las, convertendo os plásticos em dióxido de carbono. Em alguns casos, esses microplásticos são absorvidos diretamente em biomoléculas de um microorganismo. No entanto, antes de atingir este Estado, qualquer número de organismos poderia potencialmente interagir com estes plásticos. Durante sua expedição em 2016-2017, Charles Moore e Algalita descobriram que mais de 35% do peixe-lanterna do Pacífico Sul havia consumido partículas de plástico. Quando ingeridos pelos peixes, os compostos químicos encontrados nestes plásticos não podem ser digeridos. Isso pode afetar os seres humanos, já que o peixe-lanterna é uma fonte de alimento tanto para o salmão quanto para o atum.
no seu jornal PNAS, o Dr. Van Sebille e os seus colegas relatam dados que mostram que, em 1960, menos de 5% das aves marinhas consumiram resíduos, enquanto em agosto de 2015 esse número subiu para cerca de 90%. Prevê-se que, até 2050, 99% das aves marinhas consumirão esses materiais. Os cientistas que estudam o conteúdo estomacal dos filhotes de albatroz de Laysan relatam uma taxa de mortalidade de 40% antes de se flegar. Quando o conteúdo estomacal foi analisado após necropsias, eles foram encontrados para conter resíduos plásticos. Não só os pellets de plástico utilizados no fabrico mundial absorvem produtos químicos tóxicos como o DDT e os PCB da água, como também podem lixiviar produtos químicos como o bifenilo. Estima-se que até 267 espécies marinhas são afectadas pela poluição plástica.Pesquisadores liderados pelo químico Katsuhiko Saido, um graduado do Colégio de Farmácia da Universidade de Nihon no Japão, coletaram amostras de água do mar em todo o mundo, incluindo a partir de águas dos Estados Unidos, Japão, Índia e Europa. Todas as amostras colhidas continham derivados de poliestireno. Poliestireno é um plástico encontrado em esferovite e muitos bens domésticos e de consumo. Os cientistas então simularam a decomposição de poliestireno no oceano aberto. Os resultados desta simulação mostrou que o poliestireno, que começa a quebrar a temperaturas de 86° e superior, se decompõe em substâncias químicas nocivas, tais como o Bisfenol A (BPA, o que pode causar danos reprodutivos em animais), monômero de estireno (suspeito de ser carcinogênico) e estireno trímero (um por-produto em poliestireno).