A környezetünkben, vizeinkben mindenütt jelen lévő mikro- és nanoműanyagok élő szervezetre, főként az emberi szervezetre gyakorolt hatásai még kevésbé ismertek. Jelenlegi ismereteink alapján az már biztos, hogy az ökoszisztéma minden elemére hatással vannak, a sejtes élőlényektől kezdve, egészen a magasabb rendű élőlényekig. A tengerekben jelen lévő mikroműanyag-részecskék ugyanis már az egészen parányi mikroalgákat is károsítják. Az algák növekedésének dózisfüggő gátlása és az algasejtek fizikai károsodása, klorofilltartalmának, fotoszintézisének csökkenése is megfigyelhető mikroműanyagok jelenlétében [102], [113]. Planktonokon növekedési rendellenességeket, csökkent reprodukciót, gerinctelenekben fejlődési rendellenességeket, megnövekedett intesztinális permeabilitást, elnyújtott defekációs ciklust, oxidatív stresszt jelentettek a nanoműanyagok hatására. A toxikus hatások a méret csökkenésével egyre jelentősebbek voltak [109]. Nemcsak a vizes, hanem a szárazföldi ökoszisztémákat is fenyegeti a mikroműanyag-szennyezés. A talajban lévő mikroműanyagok rontják a talajminőséget, befolyásolják a talaj vízmegkötő képességét, a pórusok méretét, számát, a talajrészecskék aggregációját, hatással vannak a talajlakó élőlényekre, megváltoztatják a talaj mikrobiológiai összetételét [114]. PS-nanorészecskék hatására a talaj mikroorganizmusainak csökkenését, csökkent enzimaktivitást figyeltek meg [109]. A mikroműanyagok jelenléte lassítja egyéb talajszennyezők, például antibiotikumok lebomlását is. Érdekes megfigyelés, hogy a mikroműanyagok a növények gyökereit fizikailag akadályozhatják a víz és tápanyag felvételben, ezért a gyökerek és a velük szimbiózisban élő mikroorganizmusok válaszként olyan enzimeket szabadítanak fel, amelyek elősegíthetik a mikroműanyag degradációját [115].