Les préoccupations sont liées aux atteintes sur les écosystèmes. La perturbation de leur équilibre est critique pour leur survie. Une altération liée à la diffusion de médicaments (substances actives) peut nuire au biotope, ou aux espèces y vivant. Par exemple, elle peut favoriser la prolifération d’une communauté, ou agir sur les fonctions vitales de ses espèces, ce qui met en danger la totalité de l’écosystème y compris l’homme comme dernier chainon de la chaine trophique.

Les médicaments ou leurs métabolites peuvent aussi interagir avec des autres substances se trouvant dans les écosystèmes, de façon synergique aggravant les atteintes estimées.

Des craintes concernent par ailleurs les médicaments ou leurs métabolites ayant des propriétés de persistance ou d’accumulation, qui augmentent leur durée d’action dans les écosystèmes ainsi que leur concentration par la bioamplification.