El término también podría aplicarse al fenómeno idéntico en grandes lagos.

Las zonas muertas acuáticas y marinas pueden ser causadas por el proceso de eutrofización, desencadenado por un exceso de nutrientes vegetales nitrógeno y fósforo de los fertilizantes, aguas residuales, emisiones de combustión de vehículos, generadores de energía y fábricas.

En una cascada de efectos, los nutrientes desencadenan una floración de fitoplancton en el fondo de la cadena alimentaria marina, permitiendo que prolifere el zooplancton.

Como el fitoplancton y el zooplancton mueren y se hunden debajo de la zona fótica donde puede ocurrir la fotosíntesis, una floración de degradación bacteriana natural agota el oxígeno disuelto del agua.

Los bajos niveles de oxígeno registrados a lo largo de la costa del Golfo de América del Norte han dado lugar a problemas reproductivos en peces que implican una disminución del tamaño de los órganos reproductivos, bajos recuentos de huevos y falta de desove.

En marzo de 2004, cuando el recientemente establecido Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente publicó su primer Anuario de Perspectivas del Medio Ambiente Mundial GEO Year Book 2003, informó 146 zonas muertas en los océanos del mundo donde la vida marina no podía ser apoyada debido a los niveles de oxígeno agotados.

Algunos de estos eran tan pequeños como un kilómetro cuadrado 0.4 mi², pero la zona muerta más grande cubría 70,000 kilómetros cuadrados 27,000 mi².

Un estudio de 2008 contó 405 zonas muertas en todo el mundo.

Las zonas muertas acuáticas y marinas pueden ser causadas por un aumento de nutrientes químicos particularmente nitrógeno y fósforo en el agua, conocido como eutrofización.

Estas sustancias químicas son los bloques de construcción fundamentales de organismos unicelulares, similares a plantas que viven en la columna de agua, y cuyo crecimiento está limitado en parte por la disponibilidad de estos materiales.

La eutrofización puede conducir a aumentos rápidos en la densidad de ciertos tipos de estos fitoplancton, un fenómeno conocido como floración de algas.