Có thiệt hại xảy ra là điều kiện mang tính chất tiền đề của trách nhiệm bồi thường thiệt hại. Thiệt hại do ô nhiễm môi trường gây ra bao gồm hai loại thiệt hại chính sau đây:
(i) Thiệt hại do suy giảm chức năng, tính hữu ích của môi trường Bất kỳ một nguồn tài nguyên và thành phần môi trường nào cũng đều có những chức năng và tính hữu ích nhất định như tài nguyên đất, tài nguyên nước, không khí hay tài nguyên rừng… Khi các nguồn tài nguyên này bị tác động bởi một hoặc một số yếu tố tiêu cực thì chức năng, tính hữu ích của nguồn tài nguyên đó sẽ bị suy giảm, thậm chí gây ra những hậu quả nghiêm trọng.
Môi trường bị suy giảm chức năng, tính hữu ích tức là môi trường biến đổi theo chiều hướng xấu đi mà những biến đổi này làm giảm đi những tính năng vốn có của môi trường - những tính năng có thể tạo những điều kiện thuận lợi, có ích cho sự tồn tại phát triển của con người và sinh vật. Sự suy giảm chức năng, tính hữu ích của môi trường sẽ gây thiệt hại về tài sản, quyền và lợi ích hợp pháp của cá nhân, tổ chức, thậm chí cả một cộng đồng dân cư.
(ii) Thiệt hại về sức khỏe, tính mạng của con người, tài sản và lợi ích hợp pháp của tổ chức, cá nhân do sự suy giảm chức năng, tính hữu ích của môi trường gây ra.
Từ việc suy giảm chức năng, tính hữu ích của môi trường, các giá trị khác có thể bị ảnh hưởng theo như sức khỏe, tính mạng, tài sản và các lợi ích hợp pháp khác của con người. Thiệt hại do tính mạng, sức khỏe bị xâm phạm dẫn đến thiệt hại về vật chất như phải chi phí hợp lý cho việc cứu chữa, bồi dưỡng, phục hồi sức khỏe và chức năng bị mất, bị giảm sút; chi phí bồi dưỡng, chăm sóc người bị thiệt hại trước khi chết; chi phí mai táng, tiền cấp dưỡng cho những người mà người bị thiệt hại cho ngnghĩaụ cấp dưỡng... Thí dụ, khi nguồn nước, không khí bị ô nhiễm sức khỏe con người bị giảm sút, bị mắc các bệnh về đường tiêu hóa, đường hô hấp… Những người mắc bệnh phải bỏ tiền để khám chữa bệnh, đồng thời thu nhập cũng bị giảm sút do không tham gia lao động…
Thiệt hại do tài sản bị xâm phạm, có thể là tài sản bị hủy hoại hoặc bị hư hỏng, thiệt hại gắn liền với việc thu hẹp hoặc mất những lợi ích gắn liền với việc không sử dụng, không khai thác hoặc bị hạn chế trong việc sử dụng, khai thác công dụng của tài sản; những chi phí để ngăn chặn và khắc phục thiệt hại. Thí dụ, do nguồn nước bị ô nhiễm (tràn dầu hoặc nhiễm các loại hóa chất độc) làm cho người nuôi, trồng thủy sản bị thiệt hại vì tôm, cá chết…