שמורות טבע ימיות הן הכלי המרכזי והיעיל ביותר לשמירה על הסביבה הימית. לרוב, מטרתן להגן על כלל מרכיבי המערכת האקולוגית, מטורפי על כגון כרישים ודולפינים ועד לספוגים ולצמחים ימיים (אצות ועשב ים). שמורה מוצלחת (בהתייחס לבית הגידול אותו היא מייצגת) מאופיינת בצפיפות גבוהה ובגודל גוף גדול של דגים בעלי ערך מסחרי, אוכלוסייה בריאה של טורפים, מארג מזון תקין וחוסן (עמידות בפני עקות סביבתיות שונות). שמורה מוצלחת גם מניבה תועלות של חינוך לטבע ימי ותיירות אקולוגית בשטחה, כמו גם עלייה בשלל הדיג באזורים הסמוכים לשמורה.
אולם, עקב צרכים כלכליים ותרבותיים, בחלק מהשמורות הימיות בעולם הותר דיג מסחרי וספורטיבי (תחת מגבלות שונות), במסגרת של "איזור" (zoning). בשנים שמאז החל השימוש בפרקטיקה זו בשמורות טבע, התקיים בעולם מחקר אינטנסיבי אשר בחן האם שמורות טבע שהותר בהן דיג מסוים, אכן עומדות במדדי ההצלחה הנדרשים ומספקות את התועלת הציבורית שמצופה מהן. המחקר תיעד מספר רב של השפעות שליליות, ישירות ועקיפות, של פעילות הדיג על יעילות השמורה ועל מידת הצלחתה:
פגיעה במארג המזון
דיג (שמוכוון בעיקר לטורפים) מפר את האיזון שקיים בין צמחים, בעלי חיים צמחוניים, וטורפים, דבר שעלול להוביל להרס בית הגידול כולו.
פגיעה בחוסן השמורה
יכולתה של המערכת האקולוגית להתמודד עם הפרעות חיצוניות (כגון פלישות מינים ושינויי אקלים) נפגעת כתוצאה מדיג.
פגיעה במינים רגישים
מינים מסוימים, כגון הדקרים (לוקוסים), רגישים במיוחד לדיג, והתרתו בתוך השמורה, גם אם בצורה מוגבלת, עלולה לפגוע אנושות באוכלוסיות מינים אלו.
פגיעה בהתחדשות הדגה
דיג בתוך השמורה מאט ואף עוצר את התאוששות הדגה בשטח המוגן, ובשטחים הסמוכים לו.
פגיעה במיני דגל
יונקים ימיים, צבי ים ודגי סחוס (כרישים ובטאים), נפגעים לעיתים קרובות כתוצאה מפעילות הדיג (באופן לא מכוון), שמהווה גורם תמותה משמעותי בקרב בעלי חיים אלו, דווקא בשמורת טבע בה הם אמורים להיות מוגנים.
ציוד דיג נטוש: "רשתות רפאים"
במהלך פעילות הדיג קיים פחת משמעותי בציוד הדיג, וציוד רב, כגון רשתות, חוטי דיג וקרסים, נותר על הקרקעית, ועלול לפגוע ביצורים הבונים את בית הגידול (ספוגים, אצות, אלמוגים וכד'). בנוסף, מינים רבים, כמו דגים, צבי ים וסרטנים, נוטים להיתפס בציוד זה, שהופך להיות מעין מלכודת מוות תת ימית.
פגיעה בתיירות הימית
בעלי החיים (בעיקר הגדולים שבהם) בשמורות ימיות מהווים אטרקציה תיירותית, בעיקר לצוללים ולמשנרקלים. התרת דיג פוגעת באטרקטיביות השמורה, וכתוצאה מכך פוגעת בציבור המשתמשים בשמורה ובהכנסות של העסקים המתפרנסים מכך ישירות (מועדוני צלילה ושיט), ובצורה עקיפה (מלונות ומסעדות אותם צורכים התיירים/ מבקרים).
שינוי בהתנהגות הדגים
הדגים הסקרנים ביותר הם אלו שסביר להניח שיתפסו על ידי דייגים. לחץ דיג יוצר סלקציה לטובת דגים "פחדנים״ יותר, שהם לרוב בעלי פוטנציאל רבייתי נמוך יותר, ולכן יוצר פגיעה נוספת בקצב התאוששות הדגה.
התרת הדיג בשמורה פוגעת ביעילותה ובהצלחתה, ועלולה להוביל למצב של "שמורה על הנייר" (paper park), שבו אין הבדל משמעותי בין מדדי הצלחת השמורה (בעיקר צפיפות ומשקל בעלי חיים) בתוך השטח המוגן ומחוצה לו. סקירת מספר רב של מקרי בוחן – שמורות ימיות מרחבי העולם בעלות מאפיינים ומשטרי הגנה שונים, העלתה כי התרת דיג, גם אם באופן מוגבל, מובילה לרוב לכישלון השמורה. התוצאות הקשות של התרת דיג בשטחים מוגנים נכונות גם אם הותר "רק" דיג ספורטיבי, אשר היקפו והפגיעה שלו בחי הימי יכולים להיות דומים לאלה של הדיג המסחרי. לעומת זאת, שמורות גדולות שבהן הדיג אסור לחלוטין, ממלאות אחר ייעודן, ותורמות לטבע הימי ולמתפרנסים ממנו. לכן, ממליצים כיום החוקרים המובילים בתחום לקדם רק שמורות טבע מסוג זה – גדולות, עם איסור דיג ופעולות פוגעניות אחרות ("No take") ותוך ניטור, ניהול ואכיפה.