Wegen des Einsatzes von Chemikalien in der Frackingflüssigkeit werden Gefahren für die Umwelt, insbesondere für das Grundwasser befürchtet. Außerdem gibt es viele Wissenslücken bezogen auf den Einsatz der Chemikalien und anderer Abschnitte des Fracking-Prozesses. Durch die wassergefährdenden Eigenschaften der eingesetzten Stoffe ergeben sich unterschiedliche Risiken. Zum Beispiel technische Risiken durch Schwachstellen in der Verrohrung des Bohrloches oder geologische durch Störungen im natürlichen Untergrund. Damit ein geologischer Wirkungspfad relevant ist, muss er sowohl durchlässig sein (Permeabilität) als auch einen Druckunterschied aufweisen (Potenzialdifferenz). Erst dann ist ein gerichtetes Strömen möglich. Weitere Risiken bestehen bei der Entsorgung der Frackingflüssigkeiten und des zu Tage geförderten Lagerstättenwassers. Da viele Fließvorgänge im tiefen Untergrund sehr langsam ablaufen, sind – auch im Zusammenhang mit den Summenwirkungen – die Langzeitwirkungen abzuschätzen.

Unklar sind auch die Umweltrisiken der derzeit gängigen Entsorgung des Flowbacks bzw. des Rückflusses der Frackingflüssigkeit. Diese werden über Verpressbohrungen (Disposalbohrungen) in Aquiferstrukturen vorgenommen und wurden bislang nicht ausreichend detailliert untersucht. Ob es theoretisch überhaupt genügend Verpresskapazitäten in Deutschland gibt, wenn es zu einer Ausschöpfung des gesamten Schiefergaspotenzials kommt, ist ebenso ungeklärt.