2001年北京取得2008年奧運主辦權，在全中國舉國歡騰之餘，北京也面臨來自全球的關注。身為集權國家又是世界工廠，北京有可能在2008奧運到來前，達到應有水平，舉辦四年一度的運動盛會嗎？
越接近奧運，來自國際的關切越發強烈。北京空氣污染嚴重，2007年一度引發因空污問題恐造成奧運無法舉辦之疑慮。國際奧委會及聯合國環境規畫署（UNEP）在2007年10月分別提出警告，如果這種狀況持續下去，部分室外競賽項目可能被迫延期。
北京以「人文、科技、綠色」作為本次奧運的三大理念。綠色奧運是北京致力達成的形象，北京奧委會與聯合國環境規畫署曾簽訂協定，內容包括避免空氣、水及噪音污染，提供對環境友善的運輸系統及造景，並積極宣導環境意識，期待樹立綠色奧運的典範。
因此，北京政府祭出嚴厲政策，承諾北京一定會在奧運之前實現環境治理的目標。北京政府要求北京、天津和河北地區的水泥、鋼鐵和煤炭企業停止排放污染氣體，而陝西、山東和內蒙等地區也被要求限制其氣體排放量。據報導，有130餘家重污染企業在奧運期間被下令停止生產。
北京政府也在奧運期間，限制300多萬輛汽車只能有半數上路。8月6日至8月15日奧運舉辦期間，北京政府在氣象不佳、空氣品質可能超標時，要求天津市的機動車採取全天單號單日行駛、雙號雙日行駛措施。此外，新建的3條地鐵線擴大了北京的大眾運輸網絡，並且引進3800輛壓縮天然氣公車，成為全球城市中最龐大的天然氣車隊。
除了減少污染排放，在植林綠美化也做出努力，北京當局在奧運前一個月宣布達成申辦奧運會時承諾的七項綠化美化工作指標，包括北京市林木綠化率達到了51.6％，山區林木綠化率達到了70.49％等。
北京也透過科技來達成最環保的奧運。在場館的建設中，使用了最先進的節能和可再生能源技術，譬如奧運村使用的太陽能熱水、地熱、太陽能光伏發電和風能等先進技術。
在太陽能發電方面，國家體育館的玻璃幕牆有1124塊太陽能電池板藏在屋頂天窗與南面幕牆中，為地下車庫與廣場提供照明，避開白天用電高峰。另外，奧林匹克水上公園的場地主要照明來自150盞太陽能路燈。
太陽能運用在熱水供應與空調系統上，將太陽能集熱板與運動員中心的弧形屋面結合，提供300平方米的游泳池與選手沐浴盥洗所需的熱水；位於運動員中心東側的後勤大樓則採用太陽能吸收式空調系統。
媒體中心的空調則由海水源熱泵技術擔綱演出，利用鄰近的海水做熱能交換，與傳統的電鍋爐或燃煤鍋爐相比，可節省三分之一以上的能源。
奧運建築中最受矚目的莫過於「鳥巢」與「水立方」，兩者都創新地在建築外觀與機能上運用了「膜結構」，其良好的透光性能幫助場內自然採光，建築可以透過改變陽光方向來控制膜的透光度，阻隔多餘的光線及熱量，留住室內需要的光線與溫度，可節能約30%。
新建工程也透過多種方式達成節水。新建的奧運場館大抵皆設有透水性鋪面，讓雨水能滲透地面以利收集。利用虹吸式屋面雨水排水系統，鳥巢像樹枝般交錯的鋼結構體上有鋼製天溝，雨水漏斗暗藏其中，還設有加熱工具以利冬季融雪再利用；回收的雨水集中到中水回用系統，再利用為沖廁、灌溉、景觀或清潔用水。雨水利用率可達70~80%。
另一方面，就在北京為風光舉辦奧運而全力改變市容之時，建設的開始卻也是北京胡同災難的開始，奧運場館的建設讓北京許多歷史建築與傳統胡同急速消失。在奧運即將舉辦的前夕，圖博人權問題和奧運聖火傳遞所引發的激烈爭執，也為北京奧運蒙上陰影。
奧運之後，國際環保組織綠色和平在香港公布民調顯示，約有九成受訪的北京市民期望北京政府繼續推行長期環保政策，讓市民在奧運會後能繼續享受到北京的藍天。奧運風華過後，北京藍天能否持續，或者只是美化形象的一時成績，仍有待時間考驗。
