Lampreias marinhas têm vários predadores naturais nos ecossistemas que habitam. Peixes predadores que se alimentam delas incluem truta-de-lago, coregono, lucio-norte, muskelunge e walleye.
Aves também predam lampreias marinhas. Gaivotas, trinta-réis e corvos-marinhos são conhecidos por capturá-las e comê-las, particularmente em águas rasas ou durante migrações de desova.
Além de predadores, lampreias marinhas são afetadas por vários parasitas e doenças que influenciam sua saúde e taxas de sobrevivência.