Perlindungan alam sekitar merupakan satu daripada 3 konsep yang penting bagi Sukan Olimpik Beijing 2008. China memberikan perhatian yang tinggi terhadap bidang tersebut dalam pembinaan stadium dan infrastruktur yang berkenaan untuk Sukan Olimpik.

Beijing merupakan bandar raya yang kurang bekalan air. Kerajaan China amat mementingkan isu menjimatkan dan usaha mengitar semula air dalam pembinaan stadium dan infrastruktur yang berkenaan untuk Sukan Olimpik. Taman Hutan Olimpik yang terletak di pusat kawasan Sukan Olimpik 2008 memerlukan bekalan air dalam jumlah yang besar. Jadi di taman itu telah diwujudkan sistem mengitar semula air. Pereka bentuk taman tersebut, Encik Hu Jie berkata: "Beijing merupakan bandar raya yang amat kurang bekalan air. Taman kami merupakan taman pertama di China yang menggunakan air yang dikitar semula. Langkah tersebut menunjukkan usaha kerajaan China untuk menjayakan Sukan Olimpik dengan melindungi alam sekitar."

Air kumbahan yang dikitar semula boleh digunakan untuk membersihkan jalan dan menyiram pokok dan bunga. Sejak Beijing berjaya memperoleh hak untuk menganjurkan Sukan Olimpik pada tahun 2001 hinggalah sekarang, Beijing telah membina 10 buah loji mengitar semula air kumbahan.

Selain air dikitar semula, stadium Sukan Olimpik Beijing juga menggunakan beberapa jenis sumber tenaga yang melindungi alam sekitar seperti tenaga solar, tenaga angin dan kepanasan dari bawah tanah. Stadium Sukan Olimpik Beijing merupakan kelompok bangunan yang menggunakan jumlah tenaga solar paling banyak di dunia. Jumlah penjanaan tenaga elektrik daripada tenaga solar mencapai 580 ribu kilowatt/jam dan dapat mengurangkan jumlah pelepasan karbon dioksida sebanyak 570 tan.

Beijing telah berusaha menjamin kebersihan udara untuk Sukan Olimpik. Beberapa buah kilang daripada Syarikat Keluli dan Besi Ibu Negara di Beijing telah dipindahkan ke kawasan-kawasan yang lain. Ketua Bahagian Perlindungan Alam Sekitar syarikat itu, Mu Huaiming berkata: "Jumlah pembuangan pencemaran syarikat kami pada tahun 2008 telah turun lebih 50% berbanding tahun 2007. Kami akan berusaha menjamin jumlah pembuangan pencemaran pada suku tahun ketiga tahun ini supaya turun lebih 70% berbanding tempoh yang sama tahun lalu."

Kilang Arang Kok Beijing juga akan dipindahkan ke kawasan yang lain. Tindakan tersebut akan mengurangkan jumlah pembuangan debu dan gas sebanyak lebih 7300 tan dan karbon dioksida sebanyak lebih 7500 tan pada tiap-tiap tahun. Pengarah kilang itu, Zhang Xiwen berkata: "Kilang kami jauhnya hanya lebih sedikit 10 kilometer daripada pusat bandar. Gas asli menjadi tenaga gantian bagi gas daripada arang batu bagi penduduk Beijing."

Beijing telah mengenakan piawaian yang ketat terhadap asap ekzos kenderaan. Selain itu, sesetengah kereta di Beijing dilarang bergerak sempena Sukan Olimpik untuk menjamin kebersihan udara.

Menjayakan Sukan Olimpik dengan melindungi alam sekitar telah lama diterapkan dalam fikiran rakyat China. Ye Lu, seorang penuntut yang berumur 17 tahun dari Beijing giat menyebarkan maklumat tentang kesedaran untuk melindungi alam sekitar kepada rakyat. Katanya, "Mempopularkan kesedaran kepada rakyat untuk melindungi alam sekitar amat penting untuk menjayakan Sukan Olimpik."

Usaha Ye Lu untuk mempopularkan kesedaran melindungi alam sekitar telah disanjung tinggi oleh masyarakat. Beliau telah pilih sebagai pelari obor bagi Sukan Olimpik Athens dan Beijing.