El amoníaco está presente en el medio acuático debido a la escorrentía agrícola y a la descomposición de los residuos biológicos. El amoníaco es tóxico para todos los vertebrados causando convulsiones, coma y muerte, probablemente porque el elevado NH4+ desplaza el K+ y despolariza las neuronas, causando la activación del receptor de glutamato de tipo NMDA, lo que lleva a una afluencia de Ca2+ excesiva y a la subsiguiente muerte celular en el sistema nervioso central.
Los actuales criterios de amoníaco para los sistemas acuáticos se basan en pruebas de toxicidad llevadas a cabo en peces muertos de hambre, en reposo y sin estrés. Esto es doblemente inapropiado. Durante el ejercicio exhaustivo y el estrés, los peces aumentan la producción de amoníaco y son más sensibles al amoníaco externo. Los criterios actuales no protegen a los peces nadadores. Los peces tienen estrategias para protegerse del pulso de amoníaco que sigue a la alimentación, y esto también les protege de los aumentos de amoníaco externo, por lo que los peces hambrientos son más sensibles al amoníaco externo que los alimentados.
Hay varias especies de peces que pueden tolerar un amoníaco ambiental elevado. La formación de glutamina es una importante estrategia de desintoxicación del amoníaco en el cerebro de los peces, especialmente después de la alimentación. También se ha observado la desintoxicación del amoníaco en urea en elasmobranquios y algunos teleósteos. La reducción de la tasa de proteólisis y de la tasa de catabolismo de los aminoácidos, que se traduce en una disminución de la producción de amoníaco, puede ser otra estrategia para reducir la toxicidad del amoníaco. La locha del tiempo volatiliza el NH3, y el saltafangos, P. schlosseri, utiliza otra estrategia única, bombea activamente NH4+ fuera del cuerpo.