Η οικολογική αξία του Πατραϊκού κόλπου είναι τεράστια εξαιτίας της ύπαρξης σε αυτόν των λιμνοθαλασσών του Μεσολογγίου, του Αιτωλικού και του Αράξου, που αποτελούν υγροβιότοπους διεθνούς σημασίας σύμφωνα με τη Σύμβαση Ραμσάρ. Παρόλα αυτά ο κόλπος αντιμετωπίζει σημαντικό πρόβλημα ρύπανσης εξαιτίας των αστικών και βιομηχανικών λυμάτων που δέχεται από τους παράκτιους οικισμούς λόγω της υπολειτουργίας ή μη λειτουργίας συστημάτων επεξεργασίας λυμάτων, των φωσφορικών και άλλων λιπασμάτων που καταλήγουν σε αυτόν από τις καλλιέργειες καθώς και λόγω της ναυσιπλοΐας. Ακόμα, τα φράγματα του Αχελώου και του Εύηνου περιορίζουν δραστικά την ανανέωση των υδάτων του κόλπου με γλυκό νερό, με συνεπακόλουθο την υποβάθμιση της οικολογικής του αξίας.