中美都面临着全球环境问题的巨大挑战。作为两个世界大国，中国和美国的环境问题都十分巨大而且尖锐，在当地、全国乃至整个地区都引起了严重的后果。因此，中美两国的努力是全球环境保护的核心和关键，为了当前以及子孙后代的利益，两国应该积极开展合作，保护共同的地球环境。与此同时，围绕环境事务展开的环境外交成为国际关系中一个越来越重要的方面。
目前，全球变暖、臭氧层破坏、酸雨、空气和水污染、沙漠化和生物多样性流失等环境问题已经引起了全人类的广泛关注。全球环境变化之大出乎人们的意料，在各个地方都造成了巨大的挑战。另外，在各国的安全政策中，环境事务已经不再是边缘问题，而是成为国家安全的一个主要方面，特别是从冷战结束以来。
一方面，在过去的几十年中，人们越来越清楚地认识到环境问题是威胁人类生存的一个重要根源。在现代社会，环境对人类的影响比农业社会要达10到100倍。另一方面，人们也普遍认识到进行国际环境合作的必要性。国际环境合作不仅是一种经济关系，也是政治和社会关系。它涉及国家经济的很多部门，对于所有国家的经济社会的可持续发展来说都具有重要意义。人口越来越多，对自然资源的需求越来越大，对资源的开发要求也不断增长。这种增长导向性的经济发展模式在世界许多地区都造成了人类活动和自然保护之间的严重失衡。
由于环境退化会加深社会分化，甚至导致暴力冲突，现在人们已经把环境当作一项至关重要的安全事务来对待。环境安全受到各种活动的影响，而这些活动产生于同一社会系统的不同水平之上。比如说，跨国空气污染和水资源短缺会威胁到人类的生命，因此，从广义的国家安全概念来说，环境事务也是爆发暴力冲突的相关因素，从而引起外部的军事干涉。
但是，长期以来，传统的国家安全和国际冲突观念都对环境问题及其解决毫不重视。传统安全仍然以民族国家体系为基础，并没有把环境退化当作一种国家安全的威胁。但是，随着决策权对安全概念理解的转变，现在环境问题已经被引入安全研究领域。
中美环境外交
中国经济发展迅速，对世界经济增长做出了巨大贡献，但同时也产生了巨大的环境问题，特别是污染。中国对环境保护一直很重视，早在1972年就参加了斯德哥尔摩人类环境大会。特别是上个世纪80年代以来，中国领导人对环保的重视更是日益提高，中国环境外交取得了重大的进展。1992年中国参加了在里约热内卢举行的联合国环发大会（即地球峰会），当时的中国总理李鹏指明环境挑战已经威胁到所有国家和地区的安全。中国在这次会议上签署了21世纪议程和《联合国气候变化框架公约》。2002年中国又参加了在南非约翰内斯堡举行的世界可持续发展峰会（即地球峰会2002，或者里约+10），朱镕基总理在会议上强调经济发展和环境保护之间的和谐，并宣布中国将批准《京都议定书》。
中国环境外交有三项原则：一是环境和发展密不可分；二是发达国家必须首先承担全球环境灾害的历史责任，并为发展中国家提供环境保护技术和资金援助；三是在国际环境保护中尊重主权原则。
近年来，中国的环境外交越来越活跃。从维护国家环境权益、履行国际义务、促进国际环境合作的目的出发，中国加入了20项多边环境公约。同时还积极参加各项国际公约的谈判活动以及区域性多边环境外交与合作，如APEC环境保护中心、东北亚环境合作、东亚海和西北太平洋行动计划等。另外还与联合国环境规划署、全球环境基金、多边基金等许多环境保护多边机构建立了密切的联系。中国环境外交已经成为世界环境外交领域中的一支突出力量。
中国在环境外交中始终注重的一点就是加强与广大发展中国家的团结与合作。作为一个发展中国家，中国深知自身在促进世界经济的健康增长和保护地球生态环境方面的责任和作用。在1991年的北京发展中国家环境与发展部长级会议上，广大发展中国家和中国就环境保护形成了共同立场，并通过了《北京宣言》。在历次多边和双边环境外交谈判中，尤其是在里约环发大会和可持续发展首脑会议上，中国坚持“共同但有区别的责任”的原则，提出发达国家对保护环境负有比发展中国家更多的义务，理应率先行动起来，为保护全球环境做出贡献。中国认为对广大发展中国家的发展权理应得到维护。
美国环境外交
美国作为发达国家，公众对生活水准的高要求与生态环境的威胁呈现出严重矛盾。这种矛盾和冲突的严重程度已经影响到美国的国家利益。
美国视发展中国家为其垃圾倾倒场所，从而造成 了“毒物恐怖主义”或“生态种族歧视”，已经在一些地区引发牵涉到美国的国际纠纷。因此，美国政府不得不制定相应的外交政策以协调与发展中国家和发达国家之间的关系，小布什政府也被迫表示将承担更多的国际责任，帮助一些国家提高经济技术水平以控制环境污染。
美国施环境外交政策也有三大原则：第一，把本国利益放在首位；第二，以经济力量为后盾，以对外环境援助和预防环境外交为手段，充分利用各种国际组织； 第三，利用环境问题扩大其在中东以及东亚、中亚和南亚等重要地区的利益。由于把本国利益放在首位，一旦损害其利益，美国就表现出不负责任的态度，比如在温室气体排放问题上，小布什政府一上台就退出了京都议定书。
中美环境合作
出于对中美两国共同利益和全球利益的考虑，美国与中国在生态环境领域的许多方面进行了合作。在克林顿政府时期，中美环境关系发展相当顺利，保护全球环境不仅是两国首脑互访的重要议题，也是改进中美关系的推动力。1997年10月，美国总统克林顿就任总统五年以来首次就对华政策发表重要演说﹐他将环境保护列为对美国来说至关重要的六个方面的问题。在克林顿政府时期，戈尔是中美环境合作的主要推动者。戈尔是极为热衷环保事业，早在1995年就有意跟中国前总理李鹏建立持续发展的论坛。戈尔说，全球环境状况的恶化直接影响全球的气候变化，最终导致对美中两国人民产生严重影响的后果，所以两国应共同努力，寻找解决环保问题的办法。
中美在环境的深层合作上发表了很多声明。1999年4月，朱镕基总理在访美期间强调，中美应超越意识形态和社会制度的分歧，在环保方面通力合作。美国前副总统戈尔也宣称，“美国将主动推进和扩大与中国在能源和环境领域合作，中国和美国都保护共享的地球环境。美国承诺将积极帮助中国实现气体减排和提升净化能源产品”。自上个世纪90年代以来中美两国多项环境合作协议如：《中美两国能源和环境合作倡议书》等。 中美两国还在减灾的科学技术和政策农业可持续发展、臭氧层保护等方面进行了深入的合作。这些合作有利地推动着中美双方在保护环境和促进可持续性发展的范围内加强合作，包括在对抗全球气候变化方面做出国际性努力。 中美民间环保合作也有了长足的发展，对缓和两国关系起到了相当的作用。
但是，2001年小布什政府上台后，特别是“9·11事件”之后，反恐和防扩散取代环境保护成为中美全球层面的合作重点。小布什总统上任以后，美国的外交政策向右转，并试图通过冷战思维和强硬单边主义来构筑新的世界秩序。2001年，出于内政和利益集团的需要，小布什政府轻易毁掉了克林顿政府与各国用了７年时间才达成的《京都议定书》和全球防止气候变暖共识。在小布什政府时期，中美环境保护合作虽有发展， 但在中美关系中的重要性不断下降，而在小布什政府高官中也没有热衷推动中美环保事业的人士，不仅如此，中美两国在气候变化领域还出现了不少争论。
中美环境冲突
中美之间的环境冲突主要体现在以下三个方面。
首先，中美两国在环境领域的分歧集中体现了发达和发展中国家在环境与发展问题方面的矛盾。在国际环境谈判中，中国代表着发展中国家的利益，而美国则扮演着发达国家领导人的角色。发达国家的人口仅占世界24%，却消耗了67.5%的资源，发展中国家76%的人口仅消耗世界资源的32.5%；发达国家人均标准能源消耗量高达2.8吨，而发展中国家只有0.5吨。中国一直以“中国+77国集团”模式作为在气候变化领域与广大发展中国家团结合作的主要机制，反对美国等发达国家在国际环境合作中转嫁责任，认为它们应该率先承担责任，采取削减温室气体排放量等措施保护地球环境。另外，中国还指出，美国也没有达到国际社会所要求的目标，即将其GDP的0.2%用于发展援助。
其次，在对国际环境合作责任的理解上，中美之间存在严重的分歧。美国总是企图让中国承担不合理的责任和义务。一方面，美国多次在其环境外交报告中宣称，中国的煤炭、粮食等资源消耗量已经超过美国，对世界的环境破坏在迅速上升，把中国形容为“世界污染大国”、“环境和粮食危机的制造者”等等，另一方面，美国宣称中国应为全球自然灾害如气候变暖等承担主要责任。因此，美国认为对不发达国家的环境援助会使资金更多地流向发展中国家，流向像中国这样本来就拥有对美巨额贸易顺差的国家。美国这样做的主要目的是通过环境手段牵制中国的发展，维持美国的超级大国地位。中国认为对于发展中国家应该有所照顾，主张在国际环及合作中承担“共同但有差别的责任”，指责美国不尊重历史事实，不尊重公平合理的原则，在经济和环保技术得到了相当的发展的条件下，却力图限制中国的经济发展。
第三，中美之间最显著的冲突在于气候变暖问题。防止气候变暖和每个国家工业生产、人民生活、能源结构等息息相关，事关各国的经济利益和今后的发展权益。中国温室气体排放总量位于美国之后，居世界第二位，“提高能源利用率和应对气候变化问题，是中国目前面临的重大挑战。”发展中国家和发达国家围绕环境问题的矛盾气候变暖问题上也体现得最为突出。1997年在京都会议上通过了《京都议定书》。在京都会议上，美国力图将“发展中国家自愿承诺”以及“承担降排温室气体义务”等条款塞进《京都议定书》，但遭到中国等发展中国家的强烈反对而未被通过。2001年美国退出《京都议定书》，并宣扬如果中国等发展中国家不减少温室气体排放，美国就不考虑重新加入《京都议定书》。2005年2月《京都议定书》生效以后，各国如何承担减排义务是这一阶段的焦点。
作为世界上最大的发展中国家和发达国家，中国和美国在环境保护方面的努力对于全球来说都十分重要。国际环境合作也需要这两个世界大国相互协调，共同促进，特别是在气候变暖方面。可喜的是，中美之间已经建立了"亚太清洁发展和气候伙伴关系"(Asia Pacific Partnership on Clean Development and Climate)，美国能源部与中国发改委对话平台，这些都为防止气候变暖国际合作提供了切实可行的机制。