В статье приведен обзор отечественной и зарубежной литературы об опасности загрязнения окружающей среды нефтяными углеводородами. Представлены основные факторы загрязнения вод и донных отложений. Наряду с естественными физическими процессами самоочищения (растворение, испарение, фотоокисление) нефть подвергается бактериальной трансформации. Дана общая характеристика процессов биологической деструкции нефти. Представлен наиболее эффективный деструктор нефти и нефтепродуктов в ряду углеводородокисляющих микроорганизмов морской воды Северного Каспия. Особое внимание уделено современной оценке степени загрязненности вод Каспийского моря. Проведенные анализы на наличие нефтепродуктов в донных отложениях и морской воде Северного Каспия в 2004–2010 гг. показали превышение уровня ПДК. Обнаруженные нефтепродукты в тканях гидробионтов подтверждают опасность эколого-токсикологической нагрузки на живые объекты, при этом необходимо учитывать наличие других токсикантов, так как совместное действие увеличивает токсическую нагрузку. Дается прогноз о повышении уровня загрязнения акваторий Каспия с учетом современного состояния в области освоения нефтяных месторождений.