Реки, впадающие в море, а также дожди сильно опресняют верхние слои воды, незначительная часть которых вытекает через пролив Босфор. Течение, находящееся на глубине этого пролива, постоянно подкачивает соленую воду из другого источника (Мраморное море). Сверху в море - более легкая опресненная вода, снизу тяжелая - более соленая, и между ними - своеобразный барьер, именуемый слоем скачка плотности. Нижний слой воды, лишенный жизни, постепенно поднимается. Определить скорость этого процесса очень трудно, т.к. "граница", проходящая на глубине 100 - 200 м, неровная (имеются купола и впадины) и находится в постоянном движении. Ученые установили, что сероводород двадцать лет назад поднимался до глубины 90 м., а в настоящее время встречается уже на отметке 60 - 55 м. В мелководной западной области моря - сероводород встречается на глубине до 5 м.
Дойти до поверхности моря сероводород не может, т.к. верхние слои воды насыщены кислородом, который постоянно будет окислять нижние слои воды и тем самым сдерживать подъем сероводорода. Поэтому большую опасность представляет на сегодняшний день загрязнение моря. Анализ данных, характеризующих экологическую обстановку в регионе, свидетельствует, что экосистема Черноморского бассейна испытывает существенную нагрузку антропогенного характера, которая проявляется в виде потери самоочищающейся способности в отдельных областях акватории. Это распространенная экологическая проблема морей.
Сброс сточных вод различной степени загрязненности в акватории Черного моря постоянно увеличивается. Низкие темпы строительства водоохранных объектов, их неэффективная работа, аварийные сбросы - одни из основных причин потери Черного моря способности к самоочищению. Наиболее злостными загрязнителями Черного моря являются города Анапа, Сочи, Туапсе, Новороссийск. В 1993-м г. городской канализацией города Сочи было сброшено свыше 80 млн. м3 загрязненных сточных вод.
Из-за загрязнения морской воды неоднократно закрывались городские пляжи. Кроме того, атмосфера курортных городов загрязняется выбросами промышленных предприятий и автотранспорта. Проблема усугубляется развитием портов на Черноморском побережье, увеличением перевалки экологически опасных грузов, нефти, нефтепродуктов при отсутствии единой схемы развития портов и оценки их воздействия на окружающую среду.
Систематически происходит загрязняющее воздействие на воды нефтепродуктами, которые появляются в акватории из-за аварийных ситуаций, случающихся с морскими судами. Аварийные выбросы различных промышленных предприятий, а также коммунальных служб, наносят значительный ущерб рыбным запасам (ежегодно, примерно 15 - 20 случаев). Для ликвидации аварийных разливов нефти в Черном море работает многоцелевой природоохранный комплекс - теплоход "Светломор". Нефтесборные устройства его могут захватывать полосу воды шириной около 60 м и собирать с нее до 800 т нефти за 1 час при эффективности сбора 80 %. Работать судно может при волнах до 1,5 м.
Черное море соединяется с Азовским морем, но их водный состав различен. Воды Черного моря характеризуются как "умеренно загрязненные", но к сожалению имеют предрасположенность к увеличению загрязнения. Характерными являются процессы эвтрофикации, образования зон дефицита кислорода. Очень быстро растет число спутниц загрязнения воды - медуз. По приблизительным подсчетам, их биомасса в море превышает 400 млн. т. Сократилось стадо дельфинов с 2,5 млн. голов (по данным на 1947 г.) до 60-100 тыс. голов (в настоящее время). Причем встречается много мертвых дельфинов с пораженной кожей, а также дельфинов, рожденных с серьезными пороками и увечьем. Это серьезная проблема, касающаяся видового разнообразия.
1992 г. знаменуется заключением международной Конвенции о защите Черного моря от загрязняющего воздействия антропогенного характера. В этом документе говорится о правовых основах сотрудничества прибрежных государств во имя спасения и защиты живых ресурсов от негативного воздействия, а также исправлении уже существующих экологических проблем. Конвенцию подписали страны: Россия, Болгария, Турция, Греция, Украина, Грузия и Румыния.