В качестве концептуальной основы экологического образования рассматривается Концепция устойчивого (самоподдерживающего) развития общества. Важнейшей теоретической основой естественнонаучного понимания окружающего мира является биосферно-ноосферное учение В.И. Вернадского, которое закладывает методологический фундамент взаимоотношений «человек-природа». Его естественным следствием является комплексный подход к рассмотрению всех проблем окружающей среды и интегративный характер.
Учение В.И. Вернадского о ноосфере является важным и принципиальным для исследований в области экологизации образования. Идеям В.И. Вернадского предстоит сыграть ключевую роль в формировании мировоззрения современного человека, понимании им своего места в природе и ответственности за будущее биосферы. Как показал анализ современных подходов к проблеме экологизации образования, в педагогических исследованиях фундаментально проявляется ноосферный подход, который основывается на идеях В.И. Вернадского о возникновении на Земле такого специфического явления как ноосфера (сфера разума). По сути, эти идеи составляют методологическую основу любого педагогического исследования экологической направленности.
В.И. Вернадский, развивая учение о превращении биосферы в ноосферу, считал, что антропогенное воздействие может стать более мощным фактором воздействия на окружающую среду, чем все природные процессы вместе взятые. Отсюда следует, что ноосфера как экологическая ниша устойчивого существования и развития цивилизованного человека при наличии экономико-технологической деятельности возможна только при сохранении достаточного количества биоты на большей территории планеты. Глубокое изучение проблем экологии расширяет возможности поиска выхода из экологического кризиса, обусловленного неконтролируемым антропогенным воздействием на окружающую среду.