刑法中的因果关系是追究刑事责任的前提，是犯罪行为与犯罪结果之间的一种客观联系。只有证明犯罪行为与犯罪结果之间具有刑法上的因果关系，才可以追究刑事责任。污染环境罪的追诉往往涉及较为复杂的专业知识和证据认定，相对其他犯罪的因果关系而言，污染环境罪的因果关系具有较强的复杂性：
其一：从行为上看，大多数环境污染案件的损害结果并不是单纯的一个主体一个污染行为所致，而是多个主体或多个行为综合作用导致。
其二：从时间上看，污染环境行为导致的损害结果在时间上往往具有滞后性，加大了从损害结果回溯污染行为的难度。
其三：从空间上看，被非法排放、倾倒、处置的污染物在空间上通常具有扩散性。污染损害结果是否是某个具体主体的具体污染行为所致，在污染物潜伏的时间内是否有其他介入因素影响，污染物的空间扩散是否有自然因素的影响等，都直接或间接增加了污染环境罪因果关系认定的复杂性。
正因为污染环境罪因果关系具有较强的复杂性，在司法实务中对该类犯罪因果关系加以证明、认定时需把握以下原则：
同一性原则。污染环境犯罪损害结果中的污染物应当与污染行为产生的污染物在本质上具有同一性，且在污染物排放、倾倒、处置的整个过程中均保持同一。比如，上海铁路运输检察院办理的“应某某等五人污染环境”案中，被告人徐某甲、徐某乙在应某某委托下，将应某某所在工厂生产过程中产生的6吨工业废水用储罐车运至偏远郊区，倾倒至市政窨井。经检测，窨井内水样、涉案储罐车内水样和涉案仓库最西侧储存桶内水样所含重金属成分相同，具有同一性，且三份水样pH值符合稀释后pH值渐变规律，在无其他介入因素的影响下，因果关系可以认定。
排他性原则。从污染损害结果回溯污染原因，常存在较多可能性和不确定性，要证明损害结果与某种污染行为具有因果关系，必须排除其他行为或介入因素产生污染损害结果的可能。比如，上海铁路运输检察院办理的“马某甲、马某乙污染环境”案中，马某甲在经营的堆场内指示工人对废油罐进行冲洗、切割，过程中产生的含废油污水直接通过堆场内雨水窨井及雨水管道排入堆场东侧的河道内，导致堆场东侧河道大面积废油漂浮。在明确河道内的废油与涉案堆场储油罐内残留油污为同一物质之后，经过调查，明确了涉案堆场周围没有其他从事废油罐切割的单位，也没有其他企业或单位存在与涉案河道漂浮的废油同性质的物质，案发时间内亦无其他废油泄漏事故，从而排除了其他行为或介入因素，因果关系成立。
