Kolahalvøya har lidd stor økologisk skade, hovedsakelig fra forurensning fra militær (hovedsakelig maritim-) produksjon, industriell apatittutvinning, og militært atomavfall. Omtrent 137 aktive, og 140 utrangerte eller ubrukte maritime kjernereaktorer, produsert av det sovjetiske militære, finnes på halvøya. I 30 år ble atomavfall dumpet i havet av Nordflåten og Murmansk Shipping Company. Det er også bevis for forurensning fra Tsjernobylulykken i 1986, med kontaminasjon funnet i reinsdyrkjøtt og andre dyr, og fra de kontrollerte atomsprengningene i 1972 og 1984, 21 kilometer nordvest for Kirovsk. I tillegg finnes flere atomvåpenprøvefelt og radioaktivavfallslagere på øya.