De uitlaatgassen van scheepsmotoren bevatten verschillende stoffen, die nadelige milieu-effecten veroorzaken. Zwaveldioxide (SO2) is een bekende verzurende stof, maar ook stikstofoxiden (NOx) dragen bij aan verzuring. Het gehalte NOx in uitlaatgassen kan op verschillende manieren omlaag worden gebracht, onder meer door de verbrandingstemperatuur omlaag te brengen. In uitlaatgassen zitten verder deeltjes die slecht voor de longen zijn, zoals roet. De uitlaatgassen van de scheepvaart bevatten ook een aanzienlijke hoeveelheid roetdeeltjes, die als fijn stof de lucht in gaan. Afhankelijk van de windrichting kan dit stof hinder veroorzaken langs de kust.
Via de ontluchting op ladingtanks van olie- en chemicaliëntankers komen diverse vluchtige stoffen in de lucht. Op grote schepen gebruikt men vaak een vuilverbrander (een zogenaamde 'incinerator') om huisvuil te verbranden. De hoeveelheid uitgestoten schadelijke stoffen hangt af van de kwaliteit en verbrandingstemperatuur van deze vuilverbranders.
Koel- en vriesinstallaties op schepen verliezen grote hoeveelheden CFK's. Volgens een rapport van het ministerie ("Hoe de scheepvaart het lek boven water houdt: CFK-onderzoek bij zeescheepvaart", 1999), verloor de zeescheepvaart in 1998 in totaal 53% van de koelvloeistoffen, terwijl op sommige vissersschepen zelfs 81% weglekte. De industrie werkt aan de introductie van koelinstallaties die op kooldioxide en ammoniak werken. Deze stoffen zijn, op de schaal waarin ze worden gebruikt in dit soort installaties, veel minder schadelijk voor het milieu.
Luchtverontreiniging heeft een eigen Bijlage in het Marpol-verdrag. In deze Bijlage VI worden onder meer normen gesteld voor de maximale uitstoot van SOx en NOx. Voor SOx geldt dat de scheepsbrandstof maximaal 4,5% zwavel mag bevatten, maar in zogeheten Sulphur Emission Control Areas (gebieden met strenge regels voor de zwaveluitstoot, waaronder de Noordzee) mag dat slechts 1,5% zijn. Annex VI zal naar verwachting in 2005 van kracht worden.Ook energiezuinige scheepsmotoren kunnen een aanzienlijke bijdrage leveren aan de vermindering van de uitstoot. In 2003 werd zo'n motor gepresenteerd. De ontwikkeling van die motor had 215 manjaren en 11,2 miljoen euro gekost. De Noorse chemicaliëntanker Bow Cecil gaat ermee varen.