A sustentabilidade ambiental aplica a ciência ecológica ao design de artefatos artificiais e ao gerenciamento de mudanças humanas no meio ambiente. Isso é feito com o objetivo de sustentar sistemas biológicos, meteorológicos, geológicos e hidrológicos de suporte à vida. Um sistema sustentável é aquele em que um equilíbrio de diversas plantas e animais, e os ciclos hidrológicos continuam de maneira estável, suportando abundante diversidade biológica. Se o dano ambiental já ocorreu, a sustentabilidade também pode ser um esforço proativo que restaura a integridade desses sistemas. A ciência ambiental é aplicada aos aspectos proativos e restauradores da sustentabilidade ambiental.
As características dos sistemas ambientais naturais incluem hidrologia e vida vegetal e animal indígena. As atividades que garantem ou restauram a sustentabilidade nos sistemas naturais também afetam as atividades sociais humanas, como recreação, indústria e produção agrícola. Ao projetar e implementar práticas sustentáveis, o impacto das pessoas nos sistemas ecológicos e vice-versa também é considerado parte da sustentabilidade ambiental.
Essa prática costuma ser chamada de triple bottom line, ou “povo, planeta, lucro”. A teoria do triple-bottom-line defende a inclusão de fatores econômicos no projeto e implementação de soluções ecológicas sustentáveis. É uma abordagem que está ganhando apoio, pois tenta melhorar a oposição às vezes montada por interesses econômicos daqueles preocupados com o impacto de práticas ecológicas nas economias locais.
Os sistemas hidrológicos são uma das principais preocupações em sustentabilidade ambiental. Esses sistemas são impactados por padrões climáticos e desenvolvimentos feitos pelo homem, como rodovias ou construção de edifícios em áreas agrícolas, além da erosão causada por mudanças humanas nos reservatórios de água. Poluição ou mudanças no fluxo de água em sistemas hidrológicos podem degradar muitos aspectos do sistema ecológico circundante.
O gerenciamento ambiental da biodiversidade envolve a restauração de um equilíbrio natural entre espécies humanas, animais e botânicas. A disseminação de uma espécie invasora pode ser um sinal de degradação ambiental. Por exemplo, a Reed Canary Grass pode preencher uma margem do rio em que os ciclos naturais de hidrologia foram interrompidos. A biodiversidade de plantas nativas que podem fornecer alimento e abrigo para animais nativos é gradualmente substituída por uma espécie muito menos desejável. Como resultado, ocorrerá uma diminuição na sustentabilidade ambiental do sistema hidrológico.
As práticas sustentáveis podem ser implementadas no nível do bairro, até as tentativas de restaurar a sustentabilidade ambiental planetária. Um exemplo do primeiro seria a restauração de um riacho degradado pela poluição causada pelo escoamento. Um exemplo deste último envolveria ações geopolíticas para determinar e alcançar níveis sustentáveis de carbono liberados na atmosfera.
Embora as discussões políticas tenham resultado em opiniões divergentes sobre algumas questões relacionadas à sustentabilidade ambiental, o sentimento do consumidor afeta essa área. Mais empresas estão respondendo às tendências do mercado que mostram uma crescente conscientização do público sobre os perigos de práticas insustentáveis. Os consumidores que desejam práticas ecológicas em arquitetura e construção também fazem parte do movimento de sustentabilidade ambiental.