Naftna mrlja je slučajno ispuštena nafta u okruženje. Na zemlji, naftne mrlje se obično lokalizuju i stoga njihov uticaj može biti uklonjen relativno lako. Za razliku od toga, morske naftne mrlje mogu da rezultuju naftnim zagađenjem velikih područja i da budu ozbiljne ekološke katastrofe. Osnovni razlog nastanka tih nesreća je transport nafte tankerima i cevovodima (oko 70%), a doprinos nastanku naftnih mrlja bušenjem i aktivnostima oko proizvodnje je minimalan (manji od 1%). Velike mrlje koje se sastoje od više od 30.000 tona nafte su retki događaji i njihova učestalost se smanjila u poslednjih desetak godina. Ipak, takve epizode imaju potencijal da prouzrokuju najozbiljniju ekološku opasnost (najviše za morske ptice i sisare) i da načine dugoročne poremećaje u prirodi (uglavnom na obali).

Od naftnih mrlja umiru ptice jer im perje biva prekriveno naftom. Ptice će se otrovati jer će pokušati da se očisti. Životinje mogu umreti od hipotermije. Temperature njihovih tela mogu biti jako niske. Nafta takođe može ući u pluća i jetru životinja.

Exxon Valdez naftna mrlja se desila 1989. godine i bila je ogroman incident. Posada Exxon Valdez tankera je u okolini Aljaske primetila glečere i htela da ih obiđe. U tom obilasku, nasukali su se na greben i ispustili oko 40 miliona litara nafte u more. Nafta je ubila oko 2.800 vidri i 250.000 morskih ptica. Exxon Valdez kompaniji je bilo potrebno 4 leta da očiste mrlju i potrošili su 2.1 milijardu dolara za čišćenje.

Naftna mrlja u Meksičkom zalivu je nastala usled eksplozije, požara i potonuća naftne platforme u vlasništvu BP na 120 kilometara od obale Lujzijane. Od tada iz bušotine ističe oko 800.000 litara nafte dnevno. Vremenske prilike ne idu u prilog stanovnicima Lujzijane jer se naftna mrlja brzo širi i kreće ka obali. Ova nesreća se dešava upravo u trenutku kada je predsednik SAD Obama odobrio korišćenje većeg broja lokacija u Atlantiku i Meksičkom zalivu za gradnju novih naftnih platformi. Ta odluka bi sada trebalo dobro da se preispita.