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Les écosystèmes subissent des mortalités importantes causées par les déversements d'hydrocarbures mais ont une grande capacité de résistance et de rétablissement. Plusieurs études ont démontré que les organismes vivants étaient affectés à des degrés divers selon leur écologie, accusant des comportements anormaux, des baisses de la reproduction ou des mortalités. Les populations de microorganismes et de plancton se regénèrent graduellement suite à des baisses de densité importantes face à un choc pétrolier. Les organismes benthiques incorporent partiellement les hydrocarbures et dans certains cas, les structures des populations sont encore perturbées même après cinq ans. Chez les animaux supérieurs, plusieurs anomalies morphologiques ont été relevées chez des embryons de poissons alors que des mortalités massives frappent les oiseaux et mammifères marins qui viennent en contact direct avec les hydrocarbures. Après l'accident de l'Exxon Valdez, on estime que des milliers de mammifères marins, des centaines d'aigles et de cent à trois cent mille oiseaux marins périrent. Les efforts de l'homme afin de récupérer le pétrole déversé sont peu efficaces et la solution réside dans l'amélioration de la rapidité du temps d'intervention. Une combinaison de moyens mécaniques imposants et l'utilisation de fertilisants bactériens oléophiles s'avère plus efficace. Les bactéries indigènes enrichies avec des fertilisants sont aussi plus efficaces que des souches étrangères. D'une façon générale, les études démontrent qu'après 36 mois, la majorité des écosystèmes ont retrouvé leur état original. Cependant, une intervention rapide permettrait de réduire les dommages plutôt que de se fier uniquement sur la capacité de récupération des écosystèmes. 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