ה"גז הטבעי", אשר המרכיב העיקרי שלו הוא מתאן, הוא דלק מאובן (פוסילי), שבדומה לנפט, מקורו בפירוק שאריות של יצורים חיים מתחת לקרקעית הים במשך מיליוני שנים.
גז פולט פחות מזהמים הפוגעים בבריאות האדם, לעומת פחם, מזוט וסולר ולכן המעבר מפחם לגז משפר את איכות האוויר בהיבט מזהמים נשימתיים לאדם. אולם, מתאן הוא גז חממה עוצמתי בהרבה מפחמן דו חמצני. הנזק שטון אחד של מתאן עושה בתקופה של עשרים שנים מרגע הפליטה, שווה לנזק של כ-85 טון פחמן דו חמצני!
לתעשיית הגז בים העמוק יש פוטנציאל לגרום לזיהום ימי הנובע מתהליכים הנדסיים בשלבים שונים בתהליך החיפוש וההפקה, הכוללים חיפוש מאגרים, הקמת מתקנים בים, תפעולם השוטף ופירוקם, ואת הפוטנציאל לתאונה בכל אחד מהשלבים הללו.
בשלב החיפוש, השלב המסוכן ביותר הוא קידוחי ניסיון. בשלב זה קודחים בקרקעית הים מבלי שהתשתית הגיאולוגית ממופה בצורה מפורטת, ולכן הסיכון לפגוע בכיס נפט או קונדנסט (גז שהתעבה והוא תוצר לוואי נוזלי של תהליך הפקת הגז) ולדליפה ממנו הוא הגבוה ביותר.
תדירות אירועי אובדן שליטה על הבאר (תאונת הקידוח בעלת הפוטנציאל ההרסני ביותר) גבוהה במיוחד בקידוחי ניסיון.
בנוסף, כדי למפות את תת הקרקע מבצעים סקרים סיסמיים, על ידי שליחת אותות אקוסטיים חזקים היוצרים זיהום רעש משמעותי. אותות אלו לרוב מתקבלים על ידי שחרור אויר דחוס ויוצרות גל בעל תדר נמוך המשוחרר כלפי הקרקעית וחוזר לספינה. גלים אקוסטיים אלו מאיימים על צבי הים, דגים, חסרי חוליות ויונקים ימיים, ועלולים להשפיע על התנהגותם במרחק של קילומטרים מספינת החיפוש, ואף להסב פגיעות טראומה במרחק של מאות מטרים.
בשלבי ההפקה וההולכה מתבצעת פעילות הנדסית הכוללת קידוחים, עיגון תשתיות ואסדות, הנחת צנרת והערמת מטען קידוח.
הסיכון העיקרי והחמור ביותר של קידוח הוא כתוצאה מדליפת פחמימנים (נפט או קונדנסט) מראש הבאר או מהצנרת. האפשרות לדליפה מתשתית הקידוח או מהצנרת לא זניחה, ואפילו ודאית, בהפקת תוצר בקנה מידה גדול. מסקירת תדירות הדליפות בקידוחי עומק בארה"ב ובצפון אירופה, אפשר להסיק כי בהפקת מאגר בסדר גודל של שדה לוויתן, לדוגמה, צפויות מספר דליפות בסדרי גודל שונים מראש הבאר ומצנרת ההולכה.
תאונה אשר תגרום לשחרור של כמויות גדולות של נפט או קונדנסט לים היא בעלת פוטנציאל קטסטרופלי בסביבה הימית, ותגרום לפגיעה קשה במגוון גדול של אורגניזמים. באירוע דליפה בים העמוק (לעומת קידוח במים הרדודים) יש סיכון גבוה במיוחד להצטברות פחמימנים מזהמים במערכת האקולוגית הימית בגלל הלחץ האטמוספרי הגבוה והשפעתו על החומר הדולף.
בנוסף, הזרמת מי תוצר תשפיע על הכימיה של המים ועלולה להסב נזקים במרחק מאות מטרים מהאסדה. נזקים של נוזלי קידוח לחי הימי בקידוח על בסיס מים תועדו בעולם עד למרחק של 2 ק"מ מהקידוח – מרחק כפול מהרדיוס שקבע משרד האנרגיה כמרחק ביטחון בין קידוח לבית גידול רגיש.
זהו אינו תרחיש תיאורטי: בשנת 2012 התרחשה דליפת מים בקידוח לוויתן 2, בתחומי המים הכלכליים של ישראל, אשר בנסיבות אחרות היתה עלולה לגרום לאסון סביבתי. משך הזמן שארך עד להפסקת הדליפה הוא שנה שלמה, מכיוון שהטיפול בתקלות בים העמוק הוא מורכב מאוד הנדסית וכלכלית.
