ในช่วงต้นศตวรรษที่ 21 บทบาทของ EPA ได้ขยายออกไปเพื่อจัดการกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและภาวะโลกร้อน ในปี 2550 ศาลสูงสหรัฐตัดสินคดีที่รัฐแมสซาชูเซตส์ฟ้อง EPA ว่าการไม่ควบคุมการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากยานยนต์ขัดต่อข้อกำหนดของพระราชบัญญัติอากาศสะอาด ด้วยเหตุนี้ EPA จึงได้รับมอบหมายให้รับผิดชอบในการพัฒนากลยุทธ์เพื่อจัดการการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และก๊าซเรือนกระจกอีก 5 ชนิด จากข้อบังคับนี้ EPA ได้ทำงานร่วมกับกระทรวงคมนาคมของสหรัฐอเมริกาเพื่อพัฒนามาตรฐานที่จะเพิ่มประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงของยานพาหนะได้อย่างมาก น้ำสะอาด และในปี 2554 ได้ริเริ่มโครงการอนุญาตซึ่งวางข้อจำกัดแรกสำหรับการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากโรงไฟฟ้า โรงกลั่น และอื่นๆ แหล่งเครื่องเขียนขนาดใหญ่ อย่างไรก็ตาม ในปี 2022 ศาลสูงสหรัฐจำกัดอำนาจของ EPA ในความท้าทายที่รัฐเวสต์เวอร์จิเนียนำมาซึ่งการตัดสินว่า EPA ไม่สามารถควบคุมโรงไฟฟ้าโดยการจำกัดคาร์บอนและเรือนกระจกอื่น ๆ หากไม่ได้รับอนุญาตเพิ่มเติมจากรัฐสภาสหรัฐ - การปล่อยก๊าซที่จะบังคับให้อุตสาหกรรมเปลี่ยนไปใช้เทคโนโลยีการผลิตไฟฟ้าที่สะอาดกว่า