Los fertilizantes pueden aumentar considerablemente el rendimiento de los cultivos, pero también pueden causar contaminación ambiental y dañar el equilibrio de nutrientes en el suelo. El escurrimiento excesivo de fertilizantes puede causar eutrofia en las corrientes y cuerpos de agua, creando tal El exceso de nutrientes que las algas y otros microorganismos se propagan fuera de control. El uso excesivo de fertilizantes también puede saturar la tierra con productos químicos inorgánicos que pueden llegar hasta la capa freática.
Muchos fertilizantes sintéticos dependen en gran medida del petróleo, un recurso no renovable. Los subproductos de estos fertilizantes también pueden correr hacia arroyos y ríos, donde pueden descomponerse en sustancias nocivas y elevar los niveles de amoníaco y metano. Un estudio de 2007 sobre el salmón en los ríos cerca de Portland, Oregon, encontró docenas de sustancias químicas sintéticas en los tejidos y órganos de los peces.
Los fertilizantes orgánicos también pueden ser peligrosos si se usan en exceso. La presencia de demasiados nutrientes en el nivel freático fomenta el crecimiento de algas, que pueden agotar el oxígeno natural en las vías fluviales. El agotamiento de los niveles de oxígeno puede matar a los peces y la vida silvestre, y algunas variedades de algas incluso liberan toxinas en el agua que pueden ser dañinas para los humanos y los animales más grandes. En agosto de 2014, una flor de algas tóxicas directamente sobre la ingesta de agua municipal de Toledo, Ohio, hizo que el suministro de agua de toda la ciudad fuera peligroso para beber.
