我們曾經做過一個往水盆中滴墨水的小實驗。當一滴墨水滴進一大盆清水裏，它就很快散開、消失了，顯然，墨水被清水稀釋衝淡。大海是地球上最大的水盆，少量汙水或汙染物進去，也會很快被龐大的水體稀釋掉。更何況海水是流動的，它可以把一個地方的汙水帶到另一個地方去，而波浪、潮汐、海流等水動力又加速著汙水稀釋和消散的進程。可以想像，如果海洋沒有這種能力，那末沿岸地區常年累月有大量汙水排入，肯定會汙染得比現在嚴重得多。
其實，在大海裏，不僅有水體流動、混合等物理的作用，還有化學和物理化學作用及生物作用。它們都可以在不同程度上使有毒有害的汙染變成低毒低害或無毒無害，從而減輕或消除了汙染物可能造成的種種危害。這就是大海生來就具備的一種“消毒”能力。環境科學家通常把這種能力稱為海洋和“天然淨化能力”或“自淨能力”。
實質上，這種“消毒”能力也就是汙染物在海洋環境中的淨化過程。我們可以把它們分成以下幾類：
物理淨化：包括汙染物質被水流稀釋（衝淡）和混合而使其濃度降低；或者從水體中揮發到大氣中而使水中的汙染物減少；或者沉澱到海底從而除去了水中的汙染物。例如，根據計算，１９７２─１９８０年排到大連灣的石油有１７萬噸，砷約１.２萬噸，有機物６７萬噸。這些汙染物在灣內的物理淨化作用下，已有１０.５萬噸石油，１萬噸砷和絕大部分有機物被搬運到灣外。在很大程度上減輕了大連灣的汙染程度。
近年來，歐美、日本和我國分別對布裏斯托爾灣、塞汶河、大阪灣、東京灣、渤海灣、膠州灣等進行了物理淨化作用的研究。
化學和物理化學淨化過程：包括汙染物質入海後與海洋中的其他物質（或因子）相遇，或者各種不同來源不同性質的汙染物質相遇發生氧化─還原、酸堿反應、分解化合、吸附、凝聚等作用而使其濃度降低或降低其毒性。比如，有機汙染物經過氧化─還原作用能最終變成二氧化碳和水。汞、鎘、鉛、銅等重金屬，在海水酸堿度變化的影響下，可以通過價態變化改變其毒性，或者被海水中的膠體物質吸附凝聚而沉澱到海底。
生物淨化：汙染物質在海洋中被生物吸收、代謝，尤其是被微生物分解而使濃度降低或者變有毒有害為低毒低害甚至無毒無害。目前已知，微生物能降解石油、有機氯農藥、多氯聯苯以及許多種類的有機汙染物。還有許多種微生物能轉化汞、鎘、鉛、砷等金屬。
海洋的消毒能力是十分巨大的。憑借著這種能力，海洋“消化”了千萬年來由於人類活動排進去的大量廢物，成了免費的“汙水處理廠”和“汙物淨化池”。因此，我們應該把海洋的自淨能力當作一種寶貴的資源來看待。
然而，大海的“消毒”能力並不是無限的。正如少許幾滴墨水滴進一盆清水不會有什麼問題，但大量滴進去，就會使清水變黑。同樣，無限地、任意地向海洋排放汙染物，超過了它的“消毒”能力，海洋照樣會受到損害。
例如，美國最大的河流密西西比河本來是墨西哥灣海洋生物的主要營養物來源。早期美國工業的發展也將許多工業廢水排入河道，最後彙入灣內，但由於該河水量很大，汙染物在入海前已基本得到淨化，因此對墨西哥灣內海洋生物影響輕微。可是現在，密西西比河卻向灣內輸送大量的氰化物、酚、砷、鉛、銅、鉻、鋅、汞以及80多種有機化合物，導致墨西哥灣的佛羅裏達沿岸自１９５２年以來幾乎年年爆發赤潮，海洋捕撈和海水養殖業蒙受巨大損失。
又如，20世紀６０年代初，我國大連灣沿岸工業也比較集中，但那時灣內水質仍然比較清潔，就連對汙染十分敏感的海蜇在岸邊也隨手可拾。但後來，沿岸城市和工業迅猛發展，排入大連灣的汙染物急劇增加，水質惡化，底泥發臭。１９８４年以來，幾乎年年發生赤潮，灣內許多養殖場紛紛關閉或外遷。