Outre les déchets liquides ou gazeux, ou de granulométrie très fines (nanoparticules, microparticules, poussières, etc.) solubilisés dans l'eau, on peut classer les déchets d'origine anthropique trouvés en mer en différentes catégories aux impacts différents, selon leur origine et caractéristiques :
Presque tous les objets fabriqués par l'Homme peuvent être retrouvés en mer, dont en particulier : sacs plastique, bouteilles et autres contenants (tonneaux, bidons, containeurs...) de verre et plastique, jouets en plastiques et divers autres déchets de plastique et polystyrène, corde, déchets médicaux, restes de casiers, chaluts, ligne et autres filets de pêche, restes de navires, déchets alimentaires, excréments et déchets solides rejetés en mer par les navires, déchets de stations de forage ou de dégazages en mer sont communément trouvés en mer et sur les côtes.
De nombreux animaux s'asphyxient ou se piègent et meurent de faim en entrant dans des récipients dont ils ne peuvent sortir ou en ingérant des objets qu'ils ne peuvent digérer (albatros par exemple).
Ces filets perdus (également dits « ghost nets », soit « filet fantôme » pour les anglophones) posent des problèmes particulier en ce qu'ils continuent à capturer des animaux marins (poissons dont thons, requins.., gros crustacés, mammifères marins (dont dauphins, marsouins, dugongs, phoques, otaries..), tortues marines et certains oiseaux (plongeurs), longtemps après que les filets ont été perdus ou abandonnés. Ces animaux y soufrent, y meurent ou y sont inutilement blessés.
Ce sont des filets maillant dérivant ou de chaluts endommagés et volontairement abandonnés en mer, ou encore des filets perdus par leurs propriétaires suite à une tempête, une avarie, ou un accrochage sur un récif ou une épave. Les filets produits depuis la seconde guerre mondiale en nylon ne sont plus biodégradables, et continuent à piéger les animaux, les tuant par asphyxie ou provoquant leur mort de faim, ou des infections et une diminution des chances de survie suites aux lacérations et amputations qu'ils induisent.
Le plastique est le matériau qui occupe la part dominante (et croissante) des déchets trouvés en mer. Diverses études ont montré qu'on trouve maintenant des particules de plastique dans toutes les mers du monde et à toutes les profondeurs.
Parce qu'il est peu dégradable, 80% des débris marins seraient maintenant en matière plastique, alors que cet élément n'a significativement commencé à s'accumuler que depuis la fin de la Seconde Guerre mondiale, et plutôt depuis les années 1960. De plus, les plastiques contiennent des stabilisants (plomb ou cadmium dans les PVC par exemple) et des colorants ou divers additifs toxiques qui sont libérés dans l'eau par lente érosion ou par photodégradation (pour les objets flottants ou échoués).
Les nurdles sont des granules de plastique de moins de cinq millimètres de diamètre en forme de bille ou de disque. Ils sont la matière première utilisée en plasturgie et sont déversées dans la nature lors d'accidents. Ils sont parfois nommés « larmes de sirènes », comme les petites perles de plastiques qui résultent de la dégradation et de l'érosion dans le sable de morceaux de débris de plastiques plus grands. Ces nurdles sont couramment trouvés dans les canaux et les fleuves qui les amènent en mer. De nombreux animaux les ingèrent en les confondants avec des œufs de poissons auxquels ils ressemblent. De plus, ces petits morceaux de plastiques absorbent des toxiques tels que les PCB et d'autres polluants susceptibles d'agir comme des perturbateurs endocriniens et d'interagir avec les capacités de reproduction des poissons (agents féminisants, facteurs de délétion de la spermatogenèse...)
Les sacs plastiques sont également avalés, entiers ou sous forme de débris, car confondus avec des méduses ou une algue flottant entre deux eaux. Ils peuvent obstruer l'appareil digestif de l'animal qui les a avalé. Les sacs en plastique peuvent provoquer la mort par famine de l'animal qui en a avalé un en limitant la circulation des aliments dans son tube digestif ou en entretenant une sensation de satiété par le fait que l'estomac reste plein d'un volume non dégradable.
Une étude des macrodéchets récupérés en 1994 par les filets de chalutiers du nord-ouest méditerranéen, autour des côtes d'Espagne, de France et d'Italie a montré une forte concentration moyenne de déchets (1 935 macrodéchets/km2 en moyenne, constitués à 77 % de plastique, dont 93 % étaient des sacs en plastique).
Quelques pays ou régions ont de par le monde interdit l'usage des sacs plastiques dans les supermarchés. Certaines firmes se sont auto-limitées en utilisant des cabas payant ou des sacs en papier.
D'autres objets de plastique (briquets, cartouches et nombreux gadgets de plastiques et autres jouets d'enfants, etc.) sont ingérés par des animaux qui parfois en meurent. Il est possible qu'après un certain temps, ils soient couverts d'un biofilm et/ou d'œufs d'organismes marins renforce l'appétence de certains animaux (albatros, notamment qui se nourrissent quasi-exclusivement en pleine mer).