清除海洋石油污染是非常困难的。防止油水合二为一的唯一选择是喷洒清除剂，因为只有化学药剂才能使原油加速分解，形成能消散于水中的微小球状物。清除海洋石油污染还有一些物理方法，如用抽吸机吸油，用水栅和撇沫器刮油，用油缆阻挡石油扩散。英国有一位农场主发明了一种用机编禾草排治理石油污染的方法，不仅能防止石油在海中扩散，而且能吸收比自身质量多15倍的石油，可防止油轮流出的石油污染海岸，禾草中又以大麦秸秆治污最为有效。1992年，一艘油轮在舍德兰群岛附近失事后，在海上放置了22千米长的禾草排，从而保护了海滨浴场和渔场不致遭受污染。
通常在海运当中，主要采用三种方法清理泄露的原油
1、首先利用围油栏防止油污面积进一步扩大，但是这仅限于较小面积的油污，并且水面要相对平静。将围栏内的原油用水泵抽走，并通过油水分离器析出水分
2、用吸油毡吸附原油并回收处理
3、用化学试剂促进石油的分解或者沉淀
除此以外还有燃烧等办法，但是效果不好。前两种办法是对环境影响较小的方法，第三种主要用于清理使用其他方法仍没有完全清理掉的小块油污