Un derrame de petróleo o marea negra es un vertido de este hidrocarburo que se produce debido a un accidente o práctica inadecuada que contamina el medio ambiente, especialmente el mar. Estos derrames afectan todo el ecosistema donde se produce el evento a lo cual perjudica gravemente la fauna y la pesca, así como a las costas con efectos que pueden llegar a ser muy persistentes en el tiempo.
La mayoría de los desastres petrolíferos pasan en el mar, sobre todo cerca de las costas donde los ecosistemas son más diversos y llenos de millares de diferentes especies.
Los peces pueden incorporar contaminantes orgánicos persistentes y los depredadores que los consumen transmiten el envenenamiento petrolero de un animal a otro por la cadena alimenticia, poniendo en riesgo incluso la seguridad en la alimentación humana.
Las aves son de las especies más vulnerables, pues al no poder volar, estas se quedan en la playa para no herirse aún más y terminan muriendo de frío o de hambre.
Cuando ha habido un derrame de petróleo, la superficie del mar queda con una especie de capa oscura, la cual obstruye el paso de la luz y como consecuencia afecta el proceso de la fotosíntesis de muchos de los organismos primarios, y de allí también se afecta el resto de la cadena trófica de los ecosistemas.