默克爾在軍事、經濟方面與諸國的頻頻接觸，或許都是針對性的，而在環境上的「外交」卻是全球性的。當溫室效應開始被擺到國際檯面上，世界上的任何一個國家都無法對其忽視，畢竟這關係到全人類的幸福。在這一點上，默克爾扛起了帥旗。
在擔任環境部長時，默克爾就一直致力於環境保護，她做了大量工作，進行了人事調整，取得了豐碩的成績。4年中，最大的功績莫過於1995年在柏林成功召開的聯合國氣候峰會，會議最後達成的《柏林議定書》是默克爾一直引以為傲的政績。
隨著全球經濟的回暖，大部分國家進入快速工業化進程時代。溫室氣體逐年增加，超過了森林等植被的吸收能力。地球向外界釋放的長波輻射被溫室氣體吸收，大量熱量散發不出去，導致人類生存的環境氣候溫度越來越高，這就是「溫室效應」。
溫室效應給人類帶來了嚴重的危害，全球變暖，冰川融化，海平面上升都是主要的危害表現。為了遏制全球變暖的速度，聯合國各成員國決定舉行全球氣候峰會，一起商議解決辦法。眾所周知的《京都議定書》是各國達成的最重要的協議，不過人們並不知道商定這一協議的過程主要不是在日本京都，而是在京都氣候峰會的前一屆——柏林峰會。
1995年上半年，上任伊始的默克爾就遇到了前所未有的挑戰——以減少溫室氣體二氧化碳排放量為目的的聯合國氣候峰會將在柏林召開。默克爾意識到，在這次挑戰來臨之際，也是她展示能力，獲取德國民眾信任的絕佳時機。
作為東道主德國的環境部長，默克爾希望此次柏林峰會不僅能給各與會國家代表留下好印象，更希望能在柏林峰會上取得實質性進展，讓人們記住這一次聯合國氣候峰會。
默克爾為柏林峰會做了大量準備工作，從各國代表們的住宿、飲食到峰會的場地、議事日程等，均親力親為。她從代表們的生活細節做起，不僅有舒適的住宿，符合各個地區代表飲食習慣的餐飲，還在長達半個月之久的會議間隙，為代表們安排有趣的活動，努力展示柏林風采，這一切無不顯示她的心思細膩之處。
為了能在柏林峰會上就各國減少溫室氣體排放量標準等重大分歧達成協議，默克爾做了大量的問題預案，積極思考綜合各國意願的妥協方案。代表們都認為，溫室效應已經十分嚴重，解決方案的出台刻不容緩，但在何時實施，發達國家、發展中國家的減排標準是否具有強制力等核心問題上，依然分歧嚴重。
分歧在兩周的討論中得以體現。各國代表在討論中各執己見，在關鍵問題上互不相讓，每天的會議都是在一片爭吵聲中度過。儘管默克爾努力從中斡旋，希望各方都能互相體諒，各退一步，稍作妥協，但依然無濟於事。
發達國家指責發展中國家才是當下最大的溫室氣體排放國，應當負起相應的責任。發展中國家則指責發達國家在過去的現代化進程中同樣排放了大量溫室氣體，現在國家經濟繁榮更應以身作則。整個會議各方都在互相推諉與攻擊。
兩周的會議很快就要結束，依然沒有最終的決議，這讓默克爾倍感傷心。在臨結束的一晚會議中，身體和精神都在崩潰邊緣的默克爾終於再也忍不住了，當著各國代表的面，流下了傷心的淚水。默克爾在做婦女和青年部部長訪問以色列時流過淚，但那並不為人所知，這一次當著各國代表的面流淚，讓身邊的工作人員和各國代表均深感震撼。
一同參加會議的同事貝特·鮑曼見到默克爾傷心落淚，低聲鼓勵她，希望她可以振作起來。
也許是受到默克爾流淚的刺激，在接下來幾個小時的會議中，大家沒有了以往的推諉，勇敢承擔起自己本國的責任。最終，會議就核心問題達成一致協議，並在峰會結束後予以公佈，這就是《柏林議定書》。
《柏林議定書》雖沒有《京都議定書》影響重大，卻是《京都議定書》的藍本，一些重大問題得以解決，這為1997在日本京都通過的《京都議定書》打下了堅實基礎。
默克爾主持召開的聯合國柏林氣候峰會最終圓滿結束，本次峰會不僅取得了實質性的成果，為各國代表留下了美好的回憶，同時德國民眾也看到了默克爾的努力，默克爾從此在國際上擁有一定聲譽。
其實，德國一直都很重視環境保護。早在20世紀90年代初期，就率先制訂了一系列減少二氧化碳排放的計劃。聯邦議院決定在1999～2005年把工業、交通和家庭的二氧化碳排放量降低25個百分點。有了這個計劃，在2007年，德國的溫室氣體排放量比1990年降低了21.3%。作為德國總理，默克爾要把這個舉措一直延續下去，甚至要更上一層樓。
1995年4月，默克爾出任聯合國氣候委員會第一屆環境部長，她全心投入到減排減碳的工作中。堅持減少核廢料，關注核心能源運用。1998年，德法邊界出現了違法處理核廢料事件，默克爾因此次事件受到批評而選擇辭職。
不過，這並不影響她繼續為環保出力。只是，全球氣候變化問題絕非一個人或一個國家就可以解決，這需要國際社會共同承擔與解決。2007年6月，八國集團首腦(G8)就「氣候保護的實質性協議」召開會議，默克爾公開表示，她將為達成這一協議做最後的努力，希望各國首腦積極採取行動，達成一個具有約束力的氣體減排目標。
此次G8峰會，是默克爾與德國在氣候變化問題上取得的一次勝利。整個會議的焦點都集中在「氣候變化上取得重大發展」這一議題上，並沒有提及「美俄關係緊張」等議題。默克爾向全世界展示了她才是這次會議的主導人。
會議中，八國首腦就氣候變化達成共識，認為溫室氣體排放必須大幅度減少，也認真考慮了歐盟、加拿大和日本提議的「在2050年之前減少50%的溫室氣體排放，全球氣溫升高限制在1.5℃～2℃」的減排目標。將氣候變化納入聯合國框架下進行，也得到參會者的一致同意。
其實，默克爾早在達沃斯世界經濟論壇上就提出過減排目標，歐盟也一致認同這個提議。在G8峰會之前，美國小布什政府在氣候變化問題上抱有懷疑態度。2001年，小布什以「減少室內氣體排放將會影響美國經濟發展」為借口，拒絕簽署《京都議定書》。正當大家猜測小布什會不會繼續拒絕這次提議時，他卻一反常態，表示會認真考慮，並同意在聯合國框架下確定「後京都協議」。這對於默克爾來說，無疑是個很大的勝利。
《京都議定書》中，並未規定發展中國家的減少排放義務。在G8峰會上，八國首腦均表示，同意將中國及印度列入「後京都協議」。在這次會議上，西方國家達成統一觀點，把矛頭指向了發展中國家。歐盟主席巴羅佐在會上說：「這不是歐洲變暖，而是世界變暖。」
2007年10月，默克爾開始了為期4天對印度的訪問。在這4天的訪問中，她呼籲印度多參與解決氣候變化問題，並表示德國願意幫助印度成為能源使用國家。印度作為新興經濟體，也是主要的污染國之一，它害怕能源的新規劃影響本國的經濟增長，所以要求工業化國家承擔主要減排額度。
印度科學家們表示，氣候變化會對南亞產生重大影響。南亞的水資源一直以來都依靠季風降雨和喜馬拉雅山冰川融水，若冰川消退，會影響數百萬居民的飲水問題，也會對孟買、加爾各答等造成嚴重的威脅。默克爾和時任印度總理的辛格在會談後簽署了一份聯合聲明，表示必須尋找應對氣候變化有效而實際的解決方法。
默克爾一直提倡節能減排。不過，其在2008年12月的歐盟峰會上改變了這一態度。為了幫助德國企業爭取利益，她似乎忘記了氣候變化、全球變暖等問題，這背後最大的受益者當數德國的汽車行業。
德國前經濟部長格羅斯就默克爾的觀點表示，在默克爾眼中，保護環境固然重要，但前提是不影響德國企業的發展，應當實現保護環境與企業共同發展的雙贏局面。德國大力發展風力發電、太陽能發電為主的可再生能源，目標是到2020年的溫室氣體排放比1990年下降40%，為此，德國還花巨資推廣清潔能源汽車與新型建築保溫隔熱材料。
德國的清潔能源技術領先世界，也希望通過提倡環境保護外銷這門技術，默克爾呼籲國際社會共同採取行動，解決氣候變暖給人類帶來的危害。在她看來，保護環境的機會不容錯過，這需要國際社會共同努力才能成功。