Los desechos plásticos son un problema ambiental creciente a escala global, ya que los plásticos y microplásticos (MPs) pueden ser ingeridos por organismos marinos, induciendo efectos tóxicos. El objetivo de este estudio fue evaluar la ingesta de MPs y las respuestas antioxidantes en tres especies bioindicadoras: la dorada, el boga y la anchoa, para la contaminación por plásticos en el mar Mediterráneo. La ingesta de MPs se evaluó en el tracto gastrointestinal de los peces. Además, se analizaron varias enzimas tanto del hígado como del cerebro. Las defensas antioxidantes, catalasa (CAT) y dismutasa de superóxido (SOD), así como la enzima desintoxicante glutatión-S-transferasa (GST), se midieron en ambos tejidos. La acetilcolina esterasa (AchE), como indicador de daño neuronal, se midió en el cerebro. El malondialdehído (MDA) se analizó como un marcador de daño oxidativo en las muestras de cerebro e hígado. La ingesta total de MPs y la tipología de MPs diferían entre las tres especies, siendo la dorada la que mostró la menor ingesta de MPs, mientras que la anchoa mostró la mayor ingesta de MPs. Se evidenció un aumento en ambas enzimas antioxidantes en la actividad del hígado con respecto a la ingesta de MPs. En las muestras de cerebro, se encontró un aumento en la actividad de CAT en la dorada y el boga como consecuencia de la ingestión de MPs. La actividad de SOD en el cerebro aumentó en la dorada y el boga que habían ingerido MPs. La actividad de GST aumentó en el hígado de la dorada y en los cerebros de la anchoa que habían ingerido MPs. La ingesta de MPs está relacionada con la especie, así como vinculada inherentemente al hábitat en el que viven y capaz de inducir una ligera activación de mecanismos desintoxicantes y antioxidantes específicos de cada especie.