Le plastique ne se décompose pas car ses liaisons chimiques sont identiques à celles du pétrole, resté stable sous terre pendant des millions d'années.

La résistance du plastique provient de sa structure moléculaire composée de polymères synthétiques. Ces longues chaînes d'atomes sont maintenues par des liaisons covalentes carbone-carbone particulièrement robustes. Ces liaisons imitent celles du pétrole et du charbon, des hydrocarbures formés durant la période du Carbonifère il y a environ 300 à 360 millions d'années. Dans la nature, la décomposition est un processus biologique où des micro-organismes utilisent des enzymes pour briser les molécules organiques et en extraire de l'énergie. Cependant, la plupart des microbes ne possèdent pas les outils biochimiques nécessaires pour attaquer les liaisons synthétiques du plastique. L'énergie requise pour rompre ces liens est bien supérieure au bénéfice métabolique que les bactéries pourraient en retirer. Une avancée majeure a eu lieu en 2016 lorsque des chercheurs de l'Université de Kyoto ont découvert la bactérie Ideonella sakaiensis. Ce micro-organisme a évolué pour produire une enzyme spécifique, la PETase, capable de décomposer le polyéthylène téréphtalate (PET). Bien que cette découverte soit prometteuse, le processus naturel reste extrêmement lent à l'échelle environnementale. Aujourd'hui, des institutions comme l'Université de Portsmouth travaillent sur des versions synthétiques de ces enzymes pour accélérer la dégradation. En laboratoire, ces enzymes optimisées peuvent décomposer le plastique en quelques jours seulement. Malgré cela, la production mondiale de plastique dépasse largement nos capacités actuelles de traitement enzymatique, laissant des milliards de tonnes de déchets persister dans les océans.