环境科学为跨学科领域专业，既包含像物理，化学，生物，地质学，地理，资源技术和工程等的自然科学，也含有像资源管理和保护，人口统计学，经济学，政治和伦理学等社会科学。环境科学包含了影响人类和其他有机体的周边环境的学科。自然与人类资源是相互依赖的，其中一方所作出的任何动作，正确或错误，都会对另外一方产生影响。
此学科年代较短，直到20世纪60年代才成为正式学科。1962年，Rachael Carson具有里程碑意义的生态学著作《寂静的春天》出版，使环境类主题成为热点，就像1969年在美国加利福尼亚州的圣巴巴拉海滩的井喷溢油事故，以及同年发生在俄亥俄州克利夫兰市的凯霍加河着火事件，都使公众对环境运动的关心度上升，从而开创了环境研究这一新学科领域。环境科学直到1960年和1970年间，才广泛地活跃于科学研究领域的主要原因有：
需要一组强大的多样性学问的团队来分析复杂的环境问题。
建立一系列环境保护的法律，需要精确的环境研究草案。
民众通过生活中的种种问题逐渐认识到，大家需要一个解决环境问题的方案。
环境科学的定义：一门研究人类社会发展活动与环境演化规律之间相互作用关系，寻求人类社会与环境协同演化、持续发展途径与方法的科学。
在宏观上，环境科学要研究人与环境之间的相互作用、相互制约的关系，要力图发现社会经济发展和环境保护之间协调的规律；在微观上，要研究环境中的物质在有机体内迁移、转化、蓄积的过程以及其运动规律，对生命的影响和作用机理，尤其是人类活动排放出来的污染物质。
环境科学要探索全球范围内的环境演化规律；人类活动与自然生态之间的关系；环境变化对人类生存的影响；以及区域环境污染的防治技术和管理措施。
大气科学主要研究地球的大气层，尤其是它和其他系统之间的相互关系。大气科学包含了对气象学，温室气体现象，空气污染物的大气扩散模式，与噪音污染有关的传声现象，甚至是光污染的研究。
以全球变暖现象为例，物理学家建立了大气环流和红外无线传输的计算机模型，化学家对大气中的化学物质及发生的化学反应进行了研究，生物学家分析了动植物对二氧化碳变化的积极作用，一些如气象学家和海洋学家的专家则加深对大气动力学的理解。
生态学，是指运用相关领域的环境科学知识对生态系统进行分析，而生态系统被不只一个应激源影响。举例来说，备受推崇的工业发展引起的水和空气污染会影响入海口的某些物种，而生态学可以用来检测这些变化。据此研究，生物学家将能够详细描述动植物群，化学家研究如何使含有污染物的水源流经沼泽，物理学家可以预测大气放射污染，而地理学家则可以帮助我们认识沼泽土壤和海湾的泥浆。