La sostenibilidad ambiental aplica la ciencia ecológica al diseño de artefactos artificiales y la gestión de los cambios humanos en el medio ambiente. Esto se hace con el propósito de mantener sistemas biológicos, meteorológicos, geológicos e hidrológicos de soporte vital. Un sistema sostenible es aquel en el que el equilibrio de la vida vegetal y animal diversa, y los ciclos hidrológicos continúan de manera estable, apoyando así una abundante diversidad biológica. Si el daño ambiental ya ha ocurrido, la sostenibilidad también puede ser un esfuerzo proactivo que restaure la integridad de estos sistemas. La ciencia ambiental se aplica a los aspectos proactivos y restaurativos de la sostenibilidad ambiental.
Las características de los sistemas ambientales naturales incluyen la hidrología y la vida indígena de plantas y animales. Las actividades que aseguran o restauran la sostenibilidad en los sistemas naturales también afectan las actividades sociales humanas como la recreación, la industria y la producción agrícola. Al diseñar e implementar prácticas sostenibles, el impacto de las personas en los sistemas ecológicos y viceversa también se considera parte de la sostenibilidad ambiental.
Esta práctica a menudo se conoce como el triple resultado final, o «personas, planeta, ganancias». La teoría del resultado final triple aboga por la inclusión de factores económicos en el diseño e implementación de soluciones ecológicas sostenibles. Es un enfoque que está ganando apoyo, ya que intenta mejorar la oposición a veces montada por los intereses económicos de aquellos preocupados por el impacto de las prácticas ecológicas en las economías locales.
Los sistemas hidrológicos son de gran preocupación en la sostenibilidad ambiental. Estos sistemas se ven afectados por los patrones climáticos y los desarrollos provocados por el hombre, como las carreteras o la construcción de edificios en áreas agrícolas, así como por la erosión causada por los cambios humanos en los cobertizos de agua. La contaminación o los cambios en el flujo de agua en los sistemas hidrológicos pueden degradar muchos aspectos del sistema ecológico circundante.
La gestión ambiental de la biodiversidad implica restaurar un equilibrio natural entre las especies humanas, animales y botánicas. La propagación de una especie invasora puede ser un signo de degradación ambiental. Por ejemplo, Reed Canary Grass puede poblar una orilla del río en la que los ciclos de hidrología natural han sido interrumpidos. La biodiversidad de las plantas nativas que pueden proporcionar alimento y refugio para los animales nativos se reemplaza gradualmente por una especie mucho menos deseable. Como resultado, eventualmente se producirá una disminución en la sostenibilidad ambiental del sistema hidrológico.
Las prácticas sostenibles pueden implementarse a nivel de vecindario, hasta los intentos de restaurar la sostenibilidad ambiental planetaria. Un ejemplo de lo primero sería restaurar un arroyo que se ha degradado por la contaminación causada por la escorrentía. Un ejemplo de esto último implicaría acciones geopolíticas para determinar y alcanzar niveles sostenibles de carbono liberado a la atmósfera.
Si bien las discusiones políticas han dado lugar a opiniones divergentes sobre algunos temas relacionados con la sostenibilidad ambiental, el sentimiento del consumidor impacta esta área. Más empresas están respondiendo a las tendencias del mercado que muestran una creciente conciencia pública de los peligros de las prácticas insostenibles. Los consumidores que desean prácticas ecológicas en arquitectura y construcción también forman parte del movimiento de sostenibilidad ambiental.