Fotografias de José Romão
A recolha mecânica é aparentemente o método ideal, pois não fere o ambiente, mas torna-se difícil de executar em condições atmosféricas adversas. Esta consiste no uso de sistemas de retenção insufláveis, para evitar que o óleo atinja as costas. Desta forma o petróleo pode ser contido e recuperado para posterior utilização, com recurso a equipamentos denominados skimmers. Os skimmers separam o óleo da água por centrifugação (a água do mar é mais densa que o petróleo, pelo que este tende a concentrar-se no centro de rotação, podendo ser bombeado para fora), por elevação (fazendo uso de correias transportadoras), e por adsorção (com recurso a materiais oleofílicos, ou seja, que atraem o petróleo).
Em alguns casos, particularmente em mar alto, pode ser preferível deixar que a natureza se encarregue de restabelecer o equilíbrio do meio, especialmente se as operações de limpeza forem difíceis e ineficientes. A energia das ondas e a luz solar ajudam a decompor e a diluir a massa de petróleo.