În istoria timpurie a umanității, deși cerințele energetice și ale altor resurse ale vânătorilor-culegători nomazi erau mici, folosirea focului și dorința pentru anumite alimente ar fi putut altera compoziția naturală a comunităților de plante și animale. Între 8.000 și 10.000 de ani în urmă, agricultura a apărut în diferite regiuni ale lumii. Comunitățile agricole depindeau în mare măsură de mediul lor și de crearea unei "structuri a permanenței". Societățile care depășeau oferta locală de alimente sau epuizau resursele critice fie se deplasau, fie se confruntau cu colapsul.
Dovezi arheologice sugerează că primele civilizații au apărut în Sumer, în sudul Mesopotamiei (acum Irak) și Egipt, ambele datează de aproximativ 3000 î.Hr. Până în 1000 î.Hr., civilizațiile erau stabilite și în Valea Indusului, China, Mexic, Peru și în părți ale Europei. Sumerul ilustrează aspecte centrale ale sustenabilității civilizației umane. Orașele sumeriene practicau agricultura intensivă, pe tot parcursul anului, începând cu c. 5300 î.Hr. Excedentul de alimente stocabile creat de această economie a permis populației să se stabilească într-un singur loc în loc să migreze în căutarea alimentelor sălbatice și a pășunilor. De asemenea, a permis o densitate mult mai mare a populației.
Dezvoltarea agriculturii în Mesopotamia a necesitat mulți muncitori pentru a construi și întreține sistemul său de irigații. Aceasta, la rândul său, a condus la ierarhie politică, birocrație și sancțiune religioasă, împreună cu armate permanente pentru a proteja civilizația emergentă. Agricultura intensivă a permis creșterea populației, dar a dus și la defrișarea în zonele de amonte, cu inundații rezultate și suprairigare, ceea ce a crescut salinitatea solului. În timp ce s-a înregistrat o trecere de la cultivarea grâului la cea a orzului, mai tolerant la săruri, randamentele totuși au scăzut. În cele din urmă, scăderea producției agricole și alte factori au condus la declinul civilizației. Din 2100 î.Hr. până în 1700 î.Hr., se estimează că populația a fost redusă cu aproape șaizeci la sută. Civilizațiile considerate a fi căzut eventual din cauza unei gestionări proaste a resurselor includ mayașii, Anasazi și locuitorii Insulelor Paștelui, printre altele. În contrast, comunități stabile de cultivatori nomazi și horticultori au existat în Noua Guinee și America de Sud, iar comunități agricole mari din China, India și în alte părți au cultivat în aceleași localități timp de secole. Unele culturi polineziene au menținut comunități stabile timp de între 1.000 și 3.000 de ani pe insule mici, cu resurse minime, folosind rahui și kaitiakitanga pentru a controla presiunea umană asupra mediului. În Sri Lanka, rezervațiile naturale stabilite în timpul domniei regelui Devanampiyatissa și care datează din 307 î.Hr. au fost dedicate sustenabilității și traiului armonios cu natura.
Revoluția Industrială a fost cea care a dat naștere poluării mediului așa cum o cunoaștem astăzi. Londra a înregistrat, de asemenea, unul dintre primele cazuri extreme de probleme legate de calitatea apei pe Tamisa din 1858, "Marea Duhoare", care a condus la construcția sistemului de canalizare din Londra imediat după aceea. Problemele legate de poluare au escaladat odată cu creșterea populației, care a depășit mult capacitatea cartierelor de a-și gestiona problema deșeurilor. Reformatorii au început să ceară sisteme de canalizare și apă curată.
În 1870, condițiile sanitare din Berlin erau printre cele mai proaste din Europa. August Bebel își amintea condițiile dinainte ca un sistem modern de canalizare să fie construit la sfârșitul anilor 1870
Apele uzate din case se colectau în rigolele de-a lungul trotuarelor și emana un miros înfricoșător. Nu existau toalete publice în străzi sau piețe. Vizitatorii, în special femeile, deveneau adesea disperate când natura îi chema. În clădirile publice, facilitățile sanitare erau incredibil de primitive.... Ca metropolă, Berlinul nu a ieșit dintr-o stare de barbarie în civilizație decât după 1870.
Condițiile primitive erau intolerabile pentru o capitală națională mondială, iar guvernul imperial german a adus în știința sa, inginerii și urbanismul pentru a nu numai să rezolve deficiențele, ci și pentru a modela Berlinul ca orașul-model al lumii. Un expert britanic în 1906 a concluzionat că Berlinul reprezenta "cea mai completă aplicare a științei, ordinii și metodelor vieții publice", adăugând "este o minune a administrației urbane, cel mai modern și cel mai perfect organizat oraș care există".
Apariția marilor fabrici și consumul de cantități imense de cărbune au dus la poluarea aerului fără precedent și volumul mare de deversări de substanțe chimice industriale a adăugat la creșterea încărcăturii de deșeuri umane netratate. Chicago și Cincinnati au fost primele două orașe americane care au adoptat legi pentru asigurarea unui aer mai curat în 1881. Poluarea a devenit o problemă majoră în Statele Unite în secolul al XX-lea, pe măsură ce reformatorii progresiști s-au opus poluării aerului cauzată de arderea cărbunelui, poluării apei cauzată de salubritatea proastă și poluării străzii cauzată de cei trei milioane de cai care lucrau în orașele americane în 1900, generând cantități mari de urină și gunoi de grajd. După cum remarcă istoricul Martin Melosi, generația care a văzut pentru prima dată automobilele înlocuind caii a văzut mașinile ca "minuni ale curățeniei". Până în anii 1940, smogul cauzat de automobile era o problemă majoră în Los Angeles.
Alte orașe au urmat în jurul țării până la începutul secolului al XX-lea. Evenimente extreme de smog au fost experimentate de orașele Los Angeles și Donora, Pennsylvania, la sfârșitul anilor 1940, servind drept altă amintire publică.
Poluarea aerului a continuat să fie o problemă în Anglia, în special mai târziu, în timpul revoluției industriale, și până în prezent cu Marele Smog din 1952. Conștientizarea poluării atmosferice s-a răspândit pe scară largă după cel de-al Doilea Război Mondial, cu temeri generate de rapoartele despre precipitații radioactive din cauza războiului atomic și a testelor. Apoi, un eveniment non-nuclear – Marele Smog din 1952 de la Londra – a ucis cel puțin 4000 de oameni. Acest lucru a determinat unele dintre primele legi majore moderne privind protecția mediului: Legea Aerului Curat din 1956.
Poluarea a început să atragă o atenție publică majoră în Statele Unite între mijlocul anilor 1950 și începutul anilor 1970, când Congresul a adoptat Legea Controlului Zgomotului, Legea Aerului Curat, Legea Apei Curate și Legea Națională de Politică a Mediului.