Одним з основних факторів, які визначають екологічний стан морських вод, є забруднення, що надходить із стоками рік. Десятки великих і малих річок несуть води зі своїх водозбірних площ у Чорне та Азовське моря.
На морське середовище значно впливають скиди стічних вод з наземних джерел (населені пункти, промислові об’єкти, порти і портові споруди), що безпосередньо надходять у Чорне і Азовське моря. На Чорноморсько-Азовському узбережжі розміщено більше 20 адміністративних районів Одеської, Миколаївської, Херсонської, Запорізької, Донецької областей та Автономної Ресубліки Крим, до яких належать десятки міст і великих промислових комплексів.
Господарсько-побутові стічні води за складом дуже різноманітні: крім органічних речовин вони містять багато інших сполук, значне місце серед яких займають детергенти, що присутні в мийних засобах. Такі стоки вносять в морське середовище в розчиненому і завислому стані речовини, концентрації яких не властиві природним водам, особливо органічні і мінеральні (біогенні) сполуки. Це — концентровані стоки, не розбавлені річковими водами, більша частина яких безпосередньо випускається в море без будь-якого очищення або після часткового механічного очищення, до того ж у вузьку прибережну зону шириною 500–1000 м від берега, що призводить до її забруднення.
Одним із джерел надходження забруднювальних речовин в Чорне і Азовське моря є також поверхневий стік з сільськогосподарських угідь. Нераціональне застосування мінеральних добрив, пестицидів, гербіцидів, інсектицидів, фунгіцидів, крім бажаних результатів, призвело до значних негативних наслідків. Частина цих речовин трансформується, передається через ланцюг живлення, інша надходить у ґрунтові води, міститься в зливових стоках, потрапляє в річки та безпосередньо в море. З внесених на схилі землі добрив вимивається до 20 % азоту, 2—5 % фосфору, 10—70 % калію. Винос пестицидів з орних земель становить 1 %, зі зрошуваних — 1—4 % від внесеної кількості. В цілому стік малих річок вносить близько 11,6 % азотних добрив, що надходять до водних об’єктів басейнів Азовського та Чорного морів, 13 % фосфорних добрив та 6 % пестицидів.
Суттєвим джерелом забруднення Чорного моря є аварійні (залпові) скиди, що відбуваються головним чином внаслідок скидання стічних вод промислових підприємств та населених пунктів, а також при завантаженні танкерів.
Основна частка надходження забруднених вод спостерігається в північно-західній частині Чорного моря. З річковим стоком, який становить тут 79 % загального континентального стоку, в цей регіон надходить більша частина забруднених стічних вод. До них належать й безпосередні скиди в море з урбанізованих територій, промислових об’єктів, сільськогосподарських угідь.
Найбільш забрудненими ділянками прибережних вод Чорного та Азовського морів є Дунайська гирлова і Дніпро-Бузька області, Севастопольська бухта, Керченський район, Дніпровський лиман, Маріупольський, Генічеський райони.