La qualité de l’air a un impact considérable sur la santé, l’environnement et le bien-être de la population. Deux indicateurs sont utilisés pour la surveiller : les concentrations de particules fines et de dioxyde d’azote (NO2) dans l’air. L’Organisation mondiale de la santé (OMS) estime que ces deux éléments constituent des polluants atmosphériques majeurs ayant des effets néfastes importants sur le système cardiovasculaire. Des données récentes sur l’Europe au niveau PM10 (particules en suspension dont le diamètre est inférieur à 10 micromètres) montrent que dans les pays d’Europe orientale ainsi qu’en Belgique, en Grèce, aux Pays-Bas et en Italie, une grande partie de la population est exposée à des niveaux élevés de particules fines, supérieurs à une concentration moyenne annuelle de 20 μg/m3. Selon les directives de l’OMS, le risque d’effets néfastes sur la santé est très élevé lorsque ce seuil est dépassé ().

Le dioxyde de carbone (CO2) est le premier gaz à effet de serre généré par les activités humaines. S’il est émis naturellement dans l’atmosphère et fait partie du cycle du carbone sur Terre (l’échange de carbone entre l’atmosphère, les océans, le sol, les plantes et les animaux), les activités humaines modifient ce cycle en générant du CO2 supplémentaire dans l’atmosphère et en pesant parallèlement sur la capacité d’absorption des puits de carbone naturels tels que les forêts et les océans. Même si les émissions de CO2 proviennent de multiples sources naturelles, ce sont les activités humaines qui expliquent la plus grande part de l’augmentation des volumes de CO2 émis dans l’atmosphère depuis le début de l’industrialisation.

Il est crucial de réduire les émissions de carbone d’origine anthropique liées, par exemple, à la production industrielle et aux moyens de transport utilisant des combustibles fossiles, pour diminuer les empreintes carbone et relever le défi du changement climatique mondial. Parallèlement, la végétation naturelle et sa capacité d’absorber le dioxyde de carbone (CO2) constituent des éléments essentiels des stratégies de réduction des gaz à effet de serre. Ce processus naturel de  piégeage  du CO2 étant le résultat de la photosynthèse, la capacité d’une région à absorber le carbone dans l’atmosphère dépend de son exposition à la lumière du soleil, des précipitations et de la biomasse végétale.

Une gestion efficace des déchets a des conséquences importantes en termes de santé publique et d’environnement. Elle prévient la formation de gaz à effet de serre tels que le méthane et d’autres gaz toxiques issus de la dégradation des déchets organiques dans les décharges et, notamment sous les climats chauds, réduit le risque de propagation des maladies. Si une gestion inefficace des déchets a des effets néfastes sur les paysages et les cours d’eau, d’autres problèmes environnementaux se posent : certains déchets sont en effet générés à partir de ressources limitées. Leur réutilisation réduit donc les pressions qui s’exercent sur les ressources naturelles et en améliore le rapport cout/efficacité. En outre, l’élimination des déchets a des conséquences économiques importantes pour les collectivités locales, qui sont généralement responsables de sa gestion.

L’innovation dans les technologies liées à l’environnement contribue à la viabilité écologique et à la croissance verte. L’activité des régions en matière de brevetage de technologies vertes permet de mesurer les efforts déployés et le rythme de l’innovation. Les régions qui déposent le plus de brevets dans des secteurs nouveaux comme les technologies vertes, les biotechnologies et les nanotechnologies se trouvent au Japon et aux États-Unis. Les activités de brevetage sont plus récentes pour les technologies vertes que pour les biotechnologies, et elles se sont développées à un rythme plus rapide que pour les nanotechnologies, où le volume d’activité n’a pas progressé de façon significative ces dix dernières années. Parmi les régions en tête des dépôts de brevets sur les technologies vertes, on trouve des régions japonaises telles qu’Aichi et Tokyo (Japon), qui sont montées en puissance plus récemment que les autres ().