Основные экологические проблемы Индийского океана, как и других частей Мирового океана, прежде всего связаны с антропогенными воздействиями на морские экосистемы и серьезными повреждениями устойчивости этих природных систем.
Воды Индийского океана испытывают различные виды загрязнений. Нефтяное загрязнение занимает особое место.
Регион Ближнего и Среднего Востока играет роль главного «нефтяного крана» в мировом хозяйстве. На него приходится более 2/3 всех запасов и 1/3 добычи нефти зарубежного мира. Особенно выделяется бассейн Персидского залива. Главные из морских грузопотоков нефти начинаются от крупнейших портов Персидского залива и идут к Западной Европе, Северной Америке и Японии.
Наиболее крупные танкеры идут через западную часть Индийского океана вдоль берегов Африки и его северную часть у берегов Южной и Юго-Восточной Азии, менее крупные нефтеналивные суда направляются через Суэцкий канал.
Именно северные, северо-восточные и западные акватории океана чаще всего бывают покрыты нефтяной пленкой. Помимо аварийных ситуаций с танкерами и эксплуатационных сбросов нефти при их промывке нередко случаются повреждения нефтяных платформ, расположенных на шельфе. Наиболее опасными районами, где сталкиваются интересы судоводителей и разработчиков нефти, где сходятся морские пути и нефтегазоразработки, являются Персидский и Суэцкий заливы, Зондский и Боссов проливы. Серьезная опасность загрязнения Индийского океана исходит от милитаризации, подготовки войн и самих военных действий. Военные корабли, как правило, избегают экологического контроля и наносят существенный вред водам океана. До сих пор на дне морей лежит множество судов, затопленных во время различных войн, в частности ирано-иракской войны. Военный иракско-кувейтский конфликт в регионе Персидского залива привел к повреждению многих крупнотоннажных танкеров и буровых платформ и в результате к огромному нефтяному загрязнению в заливе.
Опасный характер носит загрязнение Индийского океана тяжелыми металлами. Это ртуть, свинец, кадмий. Они попадают в воды океана через атмосферу и с речными стоками и поэтому встречаются повсеместно. Вредно действуют на морские организмы также медь, цинк, хром, мышьяк, сурьма, висмут, содержащиеся как в промышленных, так и в сельскохозяйственных отходах. В отличие от нефтепродуктов металлы не разрушаются в природе, а только меняют физико-химическое состояние в той или иной среде и могут накапливаться в морских организмах.
К наиболее опасным загрязнителям относятся ядохимикаты — пестициды и гербициды. Определенный ущерб водам океана нанесла так называемая «зеленая революция», когда многие страны региона резко расширили использование минеральных удобрений и ядохимикатов в сельском хозяйстве. Основная часть государств Индоокеанского бассейна значительно отстает в экономическом отношении от развитых стран мира. Объемы промышленных и сельскохозяйственных отходов, попадающих в океан, казалось бы, относительно невелики, но развивающиеся страны в значительной степени концентрируют так называемые «грязные производства», а система очистки стоков в океан крайне недостаточна.
Быстро растет загрязнение океана твердым мусором, который сбрасывается с судов и выносится в океан сточными водами с суши. Имеются сведения, что на дне Индийского океана захоронено огромное количество контейнеров со всякого рода токсичными и радиоактивными отходами.
Все больше осознавая, что океан — это коллектор всех отходов человечества, и накопление в нем полютантов в конечном счете катастрофически скажется на всей географической оболочке Земли, государства Индоокеанского региона договариваются о совместных действиях по охране океана.
В 1978 г. был подписан Кувейтский протокол о региональной кооперации борьбы с нефтяным и другими загрязнениями Персидского залива, в 1981 г. — аналогичный протокол для акваторий Красного моря и Аденского залива. В 1983 г. в Веллингтоне заключена Конвенция об охране флоры и фауны Антарктики, в 1984 г. приняты планы действий по защите морской среды у берегов Восточной Африки и пр.
Как и в других океанах мира, в Индийском создаются и уже действуют морские резерваты. Они имеются в Кувейте, ОАЭ, Египте, Эфиопии, Кении, Мьянме, Индии, Шри-Ланке и др. Из наиболее известных выделяются национальный морской парк Эфиопии «Острова Дахлак», основанный еще в 1968 г. в одном из богатейших в фаунистическом отношении районов Красного моря, два парка в Кении (Малинди и Вашаму) общей площадью 1755 га, охрана которых хорошо организована и технически оснащена, резерват на Сейшельских о-вах. Подобные морские парки не только охраняют те или иные экосистемы, помогают восстанавливать природные условия и ресурсы, но имеют очень большое значение в природоохранном просвещении местного населения и туристов.