Compete à ANP a responsabilidade de garantir a conservação e o uso racional dos recursos petrolíferos, bem como a preservação do meio ambiente nas atividades sob sua regulação. Embora não seja competente para analisar e emitir licenças ambientais, a ANP promove a adoção de melhores práticas ambientais pelas empresas petrolíferas e consulta órgãos reguladores em matéria ambiental como o Ibama, ICMBio e Funai, antes de autorizar novas atividades de exploração e produção. A Agência também acompanha o processo de licenciamento ambiental e analisa os aspectos ambientais dos projetos, além de cooperar com as autoridades competentes em caso de denúncias de irregularidades.