环境史的理论是逐步建设和发展起来的。所谓环境史理论就是要找出人与环境关系变化的因果律。这种普遍的、逻辑的因果关系是从一个个具体的、特殊的事件中抽象出来的。否则，环境史就变成了一系列按时间顺序排列的具体事件的堆砌。当然，在抽象过程中也不能忽视人与环境关系的复杂性，最终形成普遍性与特殊性相互统一的因果关系即环境史理论。A.克罗斯比通过分析欧洲殖民者用“生物旅行箱”代替土著人的生态体系进而征服土著人第一次把生态进程纳入历史研究（注： A.Crosby,The ecological imperialism: theBiologicalexpansionof Europe 900-1900,Cambridge university press,1986.）。 W.韦伯通过分析大平原上的居民为了适应当地生态特点而改变在东部已行之有效的技术， 从而把技术进步整合进环境史研究。 （注：W. P.Webb,Great Plains,New York, 1973.）W.克罗农分析了印地安人自给自足的生计经济和殖民者资本主义市场经济利用环境的不同模式，揭示了环境形成人类经济活动、经济活动反过来影响和形成了环境的思想。（注：W.Cronon,Changes in the Land:Indians,Colonists,and the Ecology ofNew England,New York,1983.）J.玻金斯用库恩的科学革命模式分析了美国农场主为什么喜欢机械化和化学化的生产方式，而不用生物化的管理方式；进而分析了介于农场主和化工厂之间以政府和议会为代表的政治体制的作用。这就把生态、经济、科学和政治有效地联系起来，发掘出环境史理论的内部动力机制。（注： J. Perkins,Insects,experts and the insecticide crisis,New York,1982.） C.麦茜特进一步发展了环境史理论，不但把社会和人文科学纳入知识范围，还把包括人类的生物性再生产及其社会化的人口再生产看成是环境史理论的重要组成部分。（注：C. Merchant, Thetheoreticalstructureofecological revolutions,in C.Miller & H. Rothman（ed.）， Outofthe Woods, pp.18-27. ）环境史学家的这些努力逐渐形成了能对色彩斑澜的历史事件进行组织分析的人们认可的历史理论。环境史学家对人与环境关系的历史的认识和把握更加客观和准确。（注：B. Leibhardt,Interpretationandcausal analysis:the theories of environmental history,Environmental Review,Spring 1988,pp.28-33.）基本理论建立后，各种专业理论相继出现，例如生态女性主义、生态种族主义、绿色殖民主义、生态社会主义等等。
    环境史理论的发展对传统的世界史编撰思想形成强大挑战。环境史学家克罗农指出：“人类并非创造历史的唯一演员，其他生物、大自然发展进程等都与人一样具有创造历史的能力。如果在撰写历史时忽略了这些能力，写出来的肯定是令人遗憾的不完整的历史。”（注：W. Cronon, Theusesofenvironmental history, EnvironmentalHistory Review,Vol.17,No.3（1993），p.18.）人类历史观大致经历了三个阶段：在前现代是循环史观：在现代是进步和现代化或发展史观；70年代后正在形成一种生态学与发展相结合的可持续发展史观。古代人类历史主要以神话或其他形式的故事来表现，用天道来附会人事这种互渗律来思考人与自然的关系，提出循环史观。在欧洲表现为世界处于创生、衰亡、再创生、衰亡的不断循环的永恒过程中；在中国表现为天人合一的循环论，司马迁“究天人之际”，就是要探索无往不复的循环。16世纪以后，人类与自然分离，人类把自然当成有规律的客观实在加以认识和利用，并把自然不断进步的观念逐渐应用于以人为中心的人类历史及其社会，提出进步史观。黑格尔、马克思都给出了世界历史进步的图式。这种进步史观既有目的性，又有伦理价值判断，是持续上升的单线进步。两次世界大战打碎了欧洲人的进步美梦。不过，二战后进步思想在美国重新抬头，作为现代社会的典范，美国人提出了现代化或发展史观。现代化实质上是美国化，发展是对已发展事实的模仿。当时第三世界国家被称为“不发达国家”（ undeveloped），但不被接受，认为有贬义；后改为“发展中国家”（developing country），可以接受，因为即使排在发达国家之后，但至少表明已走上正确道路。实际上，以现代化书写历史，容易割裂传统与现代的有机联系，进而把传统看成是静止不变的。（注：罗荣渠，《现代化新论》，北京大学出版社，1993年，第29、38页。罗荣渠老师立足于发展中国家（特别是东亚和中国），从历史与现实相结合的角度提出的马克思主义现代化或发展理论不同于西方各种流派的现代化理论。他注意到了伴随现代人进程而来的严重全球性生态危机，指出现代化的出路在于超越现代化，呼吁建立“瞻前顾后、惠及子孙”的新发展观。罗荣渠，《现代化新论续篇》，北京大学出版社，1997年，第45、51页。）以发展为主线的问题在于把不符合这个取向的历史事件统统排除在外或被认为是非典型的例外。如古典文明的断裂与消失，工业革命造成的环境恶化和全球性生态危机等。到了六七十年代，现代化理论几经修正乃不可避免的失灵了。发展理论也被不断修正并逐渐与生态学结合，重新把人与环境的关系整合进世界史，冲破了传统发展理论中存在的发展必然造成环境恶化、保护环境必然抑制发展的困境，提出可持续发展的生态中心主义理论。
    可持续发展思想萌芽于1972 年召开的斯德哥尔摩世界环境会议。 1987年，联合国环境与发展委员会提出名为《我们共同的未来》的布伦特兰报告，明确给出了定义即“既满足当代人需要，又不损害后代人满足其需要的能力的发展”。1989年，联合国环境规划署综合全球各国意见，发表了《关于可持续发展的声明》，进一步具体化了布伦特兰报告中的定义。指出这个概念决不包含侵犯国家主权的含义；要达到这一目标涉及国内合作和国际均衡，要建立一种支援性国际经济环境；要维护并提高支撑生态抗压力和经济增长的自然资源基础；在发展计划和政策中纳入对环境的关注和考虑等。1992年的里约热内卢联合国环境与发展大会广泛接受了这一解释，并写入了《21世纪议程》。可持续发展具有可持续性、全球和人类共同性以及代内、代际和国家间公平性。以此为史观编撰世界史仍然在探索中。汤因比在《人类与大地母亲》中提出历史研究应包括生态进程，但除了在序言中贯彻这一思想外，其他章节仍然没有跳出政治史的老套。布罗代尔在《菲力普二世时代的地中海和地中海世界》的开篇第一章就阐述环境在历史中的作用，把环境当作影响长时段历史发展的结构性因素对待。然而，深受年鉴学派影响的沃勒斯坦继承了整体史的传统，创立了世界体系理论，但抛弃了重视环境的思想。到了90年代，依附论的代表人物G.弗兰克呼吁世界史中应有环境史的内容，要把生态环境当成是理解世界体系发展动力的一个基本维度，但其基本思想还是人类中心主义的。（注：G.Frank&B.Gills（ed.） ,The World system,500 years or 5000? London, 1993.Frank在 1998年出版的新著中对这一观点有所深化和修正，认为世界经济和体系并非独立于生态系统或宇宙之外，二者确实有互动关系，有必要超越人类中心主义，走向生态中心主义，但可惜的是尚缺乏足够的概念资源对此进行理论分析和实践。G.弗兰克著，刘北成译，《白银资本：重视经济全球化中的东方》，中央编译出版社，1999年，第16页。）斯塔夫里亚诺斯在《全球通史》中提出要从月球上看地球上的历史发展，这个尝试实际上并不成功。但在另一本不被国内学者注意的小册子中有所突破。他从“为什么人类取得前所未有的优势和成就的这个时代也是物种灭绝的可能性首次成为并非想象的可能性的时代？”这一现实问题出发，把生态环境作为自古至今始终与人类生存息息相关的一条生命线写入世界史（注：斯塔夫里亚诺斯著，吴象婴等译，《远古以来的人类生命线--一部新的世界史》，中国社会科学出版社，1992年。）《环境史》杂志也发表专文主张生态应成为世界史的主题。（注：J. Hughes, Ecology and developmentasnarrativethemesof world history,Environmental Histroy Review,Spring 1995,pp.1-14.）《世界体系研究杂志》1997年出专集讨论世界史的深度绿化问题。虽然至今仍没有出现令人满意的融合了环境史的世界史著作，但这一趋势不容忽视。从已经出版的有关著作（注：例如，I.Simmons, Changing theFace of the Earth:Culture,Environment,History,Oxford,1989.C.Ponting,A Green History of the World,New York,1991.）来看，这一史观初显新优势。它把人类历史放回发生的生态体系中，还历史以本来面目；它以生态与发展的动态平衡撰写人类历史发展的持续性和断裂性；它能正视科技和理性给人类历史发展带来的负面效应，反对狂热的科技和理性崇拜，进而重评人类历史发展；它以人类为历史的主角，以生态地区主义和全球主义相结合来组织历史，在一定程度上可以打破以民族国家和欧洲中心论为主线的传统编史模式；它还可以充分发挥历史的警世和借鉴作用，给读者以正确思考现实问题的智慧和启示。