La sous-direction du changement climatique et du développement durable est chargée, dans les domaines de compétence du ministère, de la coordination et du suivi des questions communautaires et multilatérales relatives au changement climatique, à la maîtrise de l'énergie, à la biodiversité, aux milieux et aux affaires globales. Elle contribue à l'élaboration de la stratégie à l'international du ministère et notamment au renforcement de la prise en compte du développement durable dans les activités internationales et européennes. Elle est chargée de la coordination du suivi du volet international de la mise en œuvre du Grenelle de l'environnement.
 Elle comprend :
 ― le bureau « changement climatique et maîtrise de l'énergie » ;
 ― le bureau « biodiversité et milieux » ;
 ― le bureau « affaires globales ».