Enkelt sagt er overfiske når så mange fisker fanges at befolkningen ikke kan reprodusere seg nok til å erstatte dem. Overfiske kan føre til uttømming eller utryddelse av fiskebestander. Uttømming av topp rovdyr, som tunfisk, gjør det mulig for mindre marine arter å overbefolke som påvirker resten av næringskjeden. Dyphavsfisk antas å være mer utsatt enn fisk i grunt vann på grunn av deres langsomme metabolisme og mindre reproduksjonshastighet.
Noen av de tidligste eksemplene på overfiske skjedde på 1800-tallet da hvalbestanden ble desimert for å produsere produkter med stor etterspørsel. Hvalspekk ble brukt til å lage stearinlys, lampeolje og hvalbenet ble brukt i hverdagsgjenstander.
På midten av 1900-tallet var det en sardinsk befolkningskollaps på vestkysten på grunn av klimafaktorer kombinert med overfiske. Heldigvis hadde sardinlagrene kommet tilbake på 1990-tallet.
Ettersom fiskeriene har gitt mindre avkastning hvert år, vurderer regjeringer over hele verden hva som kan gjøres for å forhindre overfiske. Noen av metodene inkluderer utvidelse av bruken av akvakultur, mer effektiv håndheving av lovgivningen om fangst og forbedret fiskeriforvaltning.
I USA vedtok kongressen The Sustainable Fisheries Act of 1996 som definerer overfiske som "en hastighet eller et nivå på fiskeridødelighet som bringer fiskeriets kapasitet til å produsere maksimalt bærekraftig utbytte (MSY) ved en kontinuerlig fare basis."