In NRW und Westfalen wird der Klimawandel in den Städten und Gemeinden spürbar, etwa weil es insgesamt wärmer wird, vermehrt Tage mit extremer Hitze vorkommen oder Schäden durch Unwetter entstehen. In NRW sind die Temperaturen in den vergangenen Jahren gestiegen: In der letzten Referenzperiode lag die Temperatur etwa 1,5 Grad höher als rund hundert Jahre zuvor und die Zahl der heißen Tage mit Temperaturen von über 30 Grad Celsius hat sich binnen der letzten beiden Referenzperioden verdoppelt.

Um die Klimaziele der Europäischen Union und der Bundesregierung einzuhalten, soll immer mehr Energie mittels Sonnen-, Wind- und Wasserkraft oder Biomasse erzeugt werden. In den letzten Jahren konnte in Westfalen die Energiemenge aus Erneuerbaren deutlich gesteigert werden. Am meisten davon erzeugen Windkraftanlagen, an zweiter Stelle stehen Biogasanlagen. Westfalen ist für die Versorgung von NRW mit Energie aus regenerativen Quellen unverzichtbar: Mindestens zwei Drittel des landesweiten Ertrags werden in Westfalen erzeugt.

Um die Lebensräume von Tieren und Pflanzen zu schützen, zu erhalten oder wiederherzustellen, sind auf rund einem Fünftel der Gesamtfläche Westfalens Schutzgebiete ausgewiesen, die meisten davon sind Naturschutzgebiete. Insgesamt gibt es zwar wenig Vogelschutzgebiete, diese sind aber besonders groß; Biotope hingegen sind eher klein. Die Wildnisgebiete von NRW, in denen sich die Natur ohne ein Einwirken der Menschen entwickeln soll, liegen überwiegend in Westfalen, machen aber nur 0,3 Prozent der westfälischen Gesamtfläche aus.