21世紀世界博覽會主題，越來越朝向人與自然關係的顯學。為了這次世博會，上海提出4輪「環保3年行動計劃」（2000年-2011年），總計投入人民幣2500億元，佔每年上海市GDP的3%。
中國經濟週刊報導指出，159年歷史，世博會一路走來，環境成為一個繞不開的話題。如果說20世紀前期，世博會著重表現科技繁榮與呼籲和平，20世紀後期主題趨於多元的話，21世紀開始，世博會越來越凸顯人與自然的關係。
報導提到，2000年的漢諾威世博會把保護資源作為主題之一。2005年日本愛知世博會以「自然的睿智」為主題，強調用智慧和技術將人類和自然疏遠的關係重新連接起來。
2010年上海世博會的主題則直率揭櫫人類發展的最大痼疾，即城市環境如何更適宜人類居住。
上海市環保局局長張全在受訪時就說，「上海不能只依靠辦一屆世博會，把所有的環境問題都解決。當然，藉著世博會的機遇，會把上海的環境保護事業大大推進一步、大大提前一步，這是我們完全可以做到的。」
他透露，「在上海申辦、籌辦世博會期間，上海提出了4輪環保3年行動計劃，總計投入2500億元左右。」
他表示，「在世博會申辦之前投入就大，當然申辦以後力度就更大了。應該說10多年來，上海環境保護力度一直非常大，差不多10年來環保投入一直保持著同期GDP3%的強度。」