Dầu có thể bị rò rỉ ra bên ngoài do đường ống thủng, hoặc do sự cố kỹ thuật.

Đối với các tàu vận chuyển xăng dầu, nguy cơ gây sự cố tràn dầu trong các trường hợp, như: Quá trình sang chiết, xuất nhập xăng dầu vào kho và sang các tàu khai thác thuỷ sản không đúng quy trình; rủi ro gây rò rỉ các thiết bị chứa như bồn, téc xăng dầu; rủi ro do va chạm với các phương tiện tàu thuyền khác; rủi ro gân tràn dầu do thiên tai.

Đối với các tàu vận tải chở hàng hoá, nguy cơ gây sự cố tràn dầu xảy ra trong các trường hợp sau: Va chạm tàu thuyền gây rò rỉ và đắm tàu do rủi ro thời tiết trên biển; rò rỉ xăng dầu từ bồn chứa nhiên liệu của tàu; rủi ro va chạm gây rò rỉ xăng dầu trong quá trình bốc xếp hàng hoá; va chạm gây rò rỉ xăng dầu trong quá trình tàu cập cảng; rủi ro gây tràn dầu do thiên tai.

Số lượng các tàu đánh bắt hải sản đang ngày càng tăng lên cũng là nguồn tiềm ẩn nguy cơ tràn dầu.

Các hoạt động vận tải trên biển gây ra ô nhiễm biển do dầu và nguy cơ sự cố tràn dầu là bởi các nguyên nhân:

- Do xả thải nước lacanh, nước buồng máy tàu. Trong quá trình chạy tàu, dầu nhiên liệu được dẫn từ két chứa bằng đường ống đến máy tàu; dầu bôi trường được sử dụng để bôi trơn các ổ trục, khớp nối trong hệ thống động lực tàu thuỷ. Dầu có thể bị rò rỉ ra bên ngoài do đường ống thủng, các khớp nối, ổ trục bị khuyết tật hoặc do sự cố kỹ thuật. Nước làm mát rò rỉ cũng có thể bị nhiễm dầu. Các chất thải nhiễm dầu được gom chung về két lacanh và được gọi chung là nước lacanh. Việc xả nước lacanh không đúng quy cách cũng là một nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường sông, biển và các dải ven bờ.

- Xả thải dầu cặn: Nhiên liệu dùng cho động cơ tàu thuỷ thường chứ một lượng tạp chất nhất định như tro, nước, tạp chất cơ học,… Tạp chất này thường được tách riêng và bơm về két chứa dầu cặn. Đối với tàu hiện đại cặn dầu được đốt trong lò tiêu chuẩn (được lắp sẵn trên tàu). Còn đối với các tàu nhỏ hoặc tàu thế hệ cũ không được trang bị lò đốt, thì dầu cặn phải được bơm lên bờ để xử lý, theo đó chủ tàu phải chịu thêm khoản chi phí cho công việc này… Vì thế, nhiều trường hợp tàu đã xả trộm dầu cặn ra môi trường, gây ô nhiễm vùng nước tàu đi qua, gây hậu quả xấu, lâu dài cho nguồn nước.

- Xả thải nước vệ sinh boong, két hầm hàng ở các tàu chở dầu, loại nước vệ sinh này thường có hàm lượng dầu khá cao, đặc biệt là nước rửa kết hầm hàng dầu thường có hàm lượng dầu chiếm tối đa 0,5-2% trọng tải max của hầm hàng. Sự thiếu trách nhiệm trong công tác này cũng là một nguyên nhân gây ô nhiễm dầu cho nguồn nước nơi tàu hoạt động.

Bên cạnh các nguyên nhân trên, thì các vụ tai nạn, va chạm, sự cố chìm tàu, thủng tàu, tàu chở dầu gặp sự cố… cũng tiềm ẩn nhiều nguy cơ gây sự cố tràn dầu.