למרות היקפו האדיר של הפרויקט והיותו ייחודי בעולם, קיימים חששות בנוגע להשלכות הסביבתיות של תעלה זו, ביניהן: השפעת ערבוב מים מהים האדום וים המלח על סגולותיו המיוחדות של ים המלח, השפעת חיבור תעלה לים האדום על האלמוגים במפרץ אילת וכן שאלות הנוגעות למיקום הרגיש מבחינה גיאולוגית של התעלה.
עו"ד נעמה אלעד ומדענית המים שרית כספי-אורון מ'אדם טבע ודין' הגישו לבנק העולמי במסגרת השימוע הציבורי שנערך מסמך מקיף, בו נטען כי בטרם מקדמים מגה-פרויקט שהשפעותיו לא ידועות, יש לבחון ולתת מענה לסיבות שהביאו מלכתחילה לירידת מפלס ים המלח.
"כל בדיקה של חלופות חייבת להתייחס גם לסיבות שהביאו למצבו העגום של ים המלח מלכתחילה, שהינן ניהול לקוי של משאבי המים באזור והפעילות התעשייתית של מפעלי האשלג בירדן ובארץ. יש לבחון ברצינות צמצום היקף השאיבה של מפעלי ים המלח מהצד הירדני והצד הישראלי, לפני שמקדמים פרויקט בעל השפעות סביבתיות כל כך משמעותיות כמו תעלת הימים", אמרה כספי-אורון.
