油膜是人类在石油的开采、炼制、储运和使用过程中都会将许多石油泄漏入海洋，会形成油膜漂浮在海面上。油膜特别是大面积的油膜，把海水与空气隔开，抑制膜下水分的蒸发，使污染区及其周边地区上空干燥，同时造成海洋与大气的热交换减少，使海水及污染区上空大气的年、日温差变大，这就是油膜效应。
油膜效应的产生，大面积的油膜把海水与空气隔开，如同塑料薄膜一样，抑制了膜下海水的蒸发，使“污区”上空空气干燥使海洋失去调节作用，导致“污区”及周围地区降水减少，天气异常。 同时造成海洋与大气的热交换减少，使海水及污染区上空大气的年、日温差变大。在现代社会，海上能源运输十分频繁，时常有油轮因各种原因而发生漏油事情。大型油轮的装载量高达十几万吨，一旦发生意外往往能造成大面积的海洋污染。有人估计，由于各种原因，每年进入海洋的石油总量达到200-1000万吨。大面积且长期的海上石油污染，往往引起周围地区的连锁气温异常变化。