Los neonicotinoides afectan a todas las especies que mastican plantas, chupan su savia, beben su néctar o comen su polen o fruto, y estos impactos se extienden por todo el ecosistema debilitando su estabilidad.
La combinación de persistencia (meses o años) y solubilidad en el agua ha llevado a una contaminación a gran escala del suelo y los sedimentos, el agua subterránea y superficial, la vegetación tratada y sin tratar, así como a su potencial acumulación.
Además de contaminar especies no diana mediante exposición directa (v.g. los insectos que consumen el néctar de plantas tratadas), estas substancias químicas también se encuentran en concentraciones variables fuera de las zonas tratadas. Se introducen fácilmente en hábitats terrestres y acuáticos cercanos. Esta agua contaminada, junto con el polvo creado al sembrar mecánicamente las semillas tratadas, puede contaminar las plantas silvestres que crecen en los márgenes de campos de cultivo y setos, lo que potencia mayores impactos en una amplia gama de invertebrados herbívoros, a los que los pesticidas no están dirigidos, que habitan en los cultivos o sus proximidades.
Esto proporciona múltiples rutas de exposición crónica y aguda para las especies no diana. Los organismos que habitan en tierras de cultivo están expuestos de forma crónica, así como los organismos acuáticos que viven río abajo de las tierras de cultivo, incluidos los que viven en zonas ribereñas, estuarios y costas marinas.
La biodisponibilidad a gran escala de estos insecticidas en el medioambiente mundial a niveles que han demostrado causar efectos letales y casi letales en una amplia gama de microorganismos beneficiosos para el suelo, invertebrados y vertebrados terrestres y acuáticos, supone un riesgo para el funcionamiento del ecosistema y para los servicios que proporcionan los ecosistemas terrestres y acuáticos, incluyendo funciones tales como la descomposición de desechos en el suelo y en aguas dulces, el ciclo de nutrientes, la producción de alimentos, el control de plagas y la polinización.