תפקיד המשרד להגנת הסביבה הוא להוביל את הרחבת השימוש במקורות אנרגיה מתחדשת. המשרד מכיר בכך שקידום השימוש באנרגיה מתחדשת יביא להפחתת פליטות מזהמים וגזי החממה לאוויר, לגיוון וביזור מקורות האנרגיה, להגדלת תעסוקה במשק ולעצמאות אנרגטית. לאור יתרונות אלה קבעה המדינה יעדי ייצור חשמל ממקורות מתחדשים: 5% בשנת 2014 ו- 10% לשנת 2020 (יעדים אלו לא הושגו). בדו"ח שהתפרסם על ידי המשרד ביוני 2020 נקבע כי יש להפסיק להקים תחנות כוח קונבנציונליות, שמבוססות על גז טבעי, ולעבור לייצור חשמל בתחנות כוח סולאריות גדולות שכוללות יכולת אגירה באמצעות סוללות.

בדיון מיוחד שנערך בוועדת הפנים והסביבה של הכנסת בנוגע לאישור תכנית מפרץ החדשנות, שתביא לסגירת מפעלי זיקוק הנפט בחיפה, השרה גמליאל אמרה כי תם עידן הדלקים הפוסיליים. השרה אמרה כי ההחלטה לסגור את מתחם בתי הזיקוק מתכתבת עם האג'נדה במשרד: גמילת ישראל משימוש בדלקים פוסילים מזהמים.