海洋的重金属既有天然的来源，又有人为的来源。天然来源包括地壳岩石风化、海底火山喷发和陆地水土流失将大量的重金属通过河流、大气和直接注入海中，构成海洋重金属的本底值。
人为来源主要是工业污水、矿山废水的排放及重金属农药的流失，煤和石油在燃烧中释放出的重金属经大气的搬运而进入海洋。据估计，全世界每年由于矿物燃烧而进入海洋中的汞有3000多吨。此外，含汞的矿渣和矿浆，也将一部分汞释入海洋。由此，全世界每年因人类活动而进入海洋中的汞达一万吨左右，与如今世界汞的年产量相当。自从1924年开始使用四乙基铅作为汽油抗爆剂以来，大气中铅的浓度急速地增高。通过大气输送的铅是污染海洋的重要途径，经气溶胶带入开阔大洋中的铅、锌、镉、汞和硒较陆地输入总量还多50%。
海洋重金属污染的防治方法
海域受重金属污染，治理困难，应以预防为主，控制污染源；下面有几点海洋污染防治的建议： （1） 最重要的是抓好重点行业和企业的污染源治理工作， 采用高新技术对传统产业进行系统改造， 全面推行全过程清洁生产， 对违法排放行为进行严厉打击， 加强对污染设施运转情况的监督和检查， 调整产业结构， 促进经济增长方式的转变。
（2） 加快环境保护基础设施的建设步伐， 排污管网尽快配套到位， 提高污水处理厂的处理能力。
（3） 对现有城市污水处理设施进行升级， 增加脱氮除磷的处理工艺， 提高污水处理厂的出水质量。
（4） 大力宣传、 发展循环经济， 有效减少企业的工业污水排放。 这样可以减少城市中的重金属通过一些途径进入海洋， 减少海洋的重金属污染。
目前， 我国重金属污染已经从逐步积累进入到突发性、 连锁性的爆发阶段， 污染范围在不断地扩大， 已经逐步蔓延至海洋， 据相关数据显示， 我国入海河流每年携带数万吨的重金属入海， 且有逐年增加的趋势， 严重影响我国近岸海域的生态环境健康与安全。
随着沿海地区经济的快速发展， 人口和产业的高度聚集， 人类活动对海洋生态环境的影响越来越大， 海洋重金属污染问题变得越来越敏感。 环保部的一项调查显示， 我国近岸海域海水采集样品中铅的超标率为62. 9%， 最大值超一类海水水质标准的 49倍，铜的超标率为 25. 9%， 汞和镉的含量也有不同程度的超标现象重金属超标现象已引起相关部门的高度重视。 各地的相关专项规划顺利推进以及整治工作的逐步展开为有效遏制我国海洋重金属污染的输入途径打下了坚实的基础。
某些微量金属元素是生物体必需元素，但是，超过一定含量就会产生危害作用。海洋中的重金属一般是通过食用海产品的途径进入人体。汞（甲基汞）引起水俣病（见水俣湾汞污染事件）；镉、铅、铬等亦能引起机体中毒，或有致癌、致畸等作用；其他的重金属剂量超过一定限度时，对人和其他生物都会产生危害。
重金属对生物体的危害程度，不仅与金属的性质、浓度和存在形式有关，而且也取决于生物的种类和发育阶段。对生物体的危害一般是汞>铅>镉>锌>铜；有机汞>无机汞、六价铬>三价铬；一般海洋生物的种苗和幼体对重金属污染较之成体更为敏感；此外，两种以上的重金属共同作用于生物体时比单一重金属的作用要复杂得多，归纳起来计有三种形式，即两种以上重金属的混合毒性等于各重金属单独毒性之和时称为相加作用，若大于各单独毒性之和则为相乘作用或协同作用，若低于各单独毒性之和则为拮抗作用。两种以上重金属的混合毒性不仅取决于重金属的种类组成，且亦与其浓度组合及温度、pH等条件有关。一般来说，镉和铜有相加或相乘作用，硒对汞有拮抗作用。
按照污染物的来源、性质和毒性，可有多种分类法，当前，海洋重金属污染物通常分为以下几类：
一、石油及其产品。
包括原油和从原油分馏成的溶剂油、汽油、煤油、柴油、润滑油、石蜡、沥青等，以及经裂化、催化重整而成的各种产品。主要是在开采、运输、炼制及使用等过程中流失而直接排放或间接输送入海；是当前海洋中主要的、且易被感官觉察的量大、面广，对海洋生物能产生有害影响，并能损害优美的海滨环境的污染物。
二、金属和酸、碱。
包括铬、锰、铁、铜、锌、银、镉、锑、汞、铅等金属和磷、硫、砷等非金属以及酸、碱等。主要来自工、农业废水和煤与石油燃烧而生成的废气转移入海。这类物质入海后往往是河口、港湾及近岸水域中的重要污染物，或直接危害海洋生物的生存，或蓄积于海洋生物体内而影响其利用价值。