إحدى القضايا الرئيسية المتعلقة بتحلية مياه البحر هي ارتفاع الطلب على الطاقة، ويمكن أن يكون لانبعاثات الكربون الناتجة عن عملية إنتاج الطاقة تأثير سلبي على البيئة. كما تشكل المنتجات الثانوية للمحلول الملحي المركزة الناتجة عن عملية تحلية المياه مصدر قلق كبير، ويمكن أن تشكل هذه المواد الكيميائية تهديدًا محتملاً لصحة الإنسان إذا لم يتم التعامل معها بشكل صحيح.