Для удовлетворения потребностей населения в продуктах питания, а также других экологических, социальных и экономических потребностей природные ресурсы и экосистемы использовать необходимо рационально. Изменение климата, нарастающий дефицит воды и конфликты вокруг доступа к ресурсам – всё это создаёт препятствия для экологической устойчивости и продовольственной безопасности. Кроме того, голод и нищета нередко вынуждают бедняков чрезмерно эксплуатировать те ресурсы, от которых зависят источники их средств к существованию.

ФАО оказывает поддержку устойчивому рациональному использованию природных ресурсов, в том числе эффективному водопользованию в сельском хозяйстве; продуктивности земель и почв; рациональному устойчивому использованию лесных ресурсов, аквакультуре и внутреннему рыболовству; комплексным системам растениеводства и животноводства; рациональному применению пестицидов и  рациональному использованию ресурсов водных бассейнов. Кроме того, ФАО содействует осуществлению важнейших экологических конвенций, в том числе Рамочной конвенции Организации Объединенных Наций об изменении климата. ФАО дает консультации по техническим и политическим вопросам, касающимся противодействия основным угрозам для природных ресурсов, к которым относятся деградация земель, нехватка воды, обезлесение, выбивание пастбищ, чрезмерная эксплуатация морских ресурсов, увеличение объема выбросов парниковых газов и утрата генетических ресурсов и биологического разнообразия. ФАО ведет значительную работу по исследованию связей между продовольственной безопасностью и развитием биоэнергетики.