Tuottamalla ympäristö- ja ilmastoystävällistä sähköä TVO turvaa ja ylläpitää luonnon monimuotoisuutta. Pinta-alaltaan pienessä Olkiluodon saaressa tuotetaan 21 prosenttia Suomessa tuotetusta ja 16 prosenttia Suomessa käytetystä sähköstä neljän luonnonsuojelualueen ympäröimänä. Energiantuotannon keskittäminen pienelle alueelle minimoi ympäristövaikutukset ja mahdollistaa luonnontilaisten alueiden säilyttämisen muualla. TVO ympäristöasioiden hallintajärjestelmä on sertifioitu ISO 14001-standardin vaatimusten mukaisesti ja EMAS-rekisteröity.
Olkiluodon ydinvoimalaitoksen toiminnan vaikutuksia maalla, merellä ja ilmassa tarkkaillaan jatkuvasti ja ympäristönperustilatutkimuksia on tehty alueella jo ennen sähköntuotannon käynnistymistä 1970-luvulta alkaen. Tarkkailun perusteella ympäristökuormitukset ovat vähäiset. Energiantuotanto ei ole merkittävästi vaikuttanut luontotyypeiltään pääosin karuun ja vähälajiseen Olkiluodon luontoon. Voimalaitoksen merkittävin ympäristövaikutus on jäähdytysveden aiheuttama lämpökuorma mereen.
Suomalaiset ovat erittäin huolissaan ilmastonmuutoksesta ja valtaosa pitää ilmastonmuutoksen torjumista erittäin tärkeänä. Ilmastotalkoissa ydinvoiman rooli nähdään merkittävänä ja suurempi osa vastaajista uskoo, että Suomen on hyvin vaikea vähentää kasvihuonekaasupäästöjä ilman uusien ydinvoimalaitosten rakentamista. Ydinsähköllä on merkittävä rooli kasvihuonekaasupäästöjen vähentämisessä ja ilmastotavoitteiden saavuttamisessa. Ilman ydinvoimaa ei ole uskottavaa polkua vähähiiliseen yhteiskuntaan.
Yhä useampi puoltaa ydinvoimaa ympäristösyistä. Ydinsähkön tuotannosta ei synny hiilidioksidipäästöjä ja sen koko elinkaaren ajan päästöt ovat samalla tasolla kuin vesi- ja tuulivoimalla. TVO osallistuu ilmastonmuutoksen hillintään ja kestävään kehitykseen merkittävällä tavalla. Päästötön ydinvoima luo perustan vihreälle taloudelle.
TVO tekee yhteistyötä poliittisten päättäjien ja valtiovallan kanssa energia-alaa koskevien lakien ja toimintaohjeiden kehittämiseksi ja toimeenpanemiseksi. TVO:n kanssakäyminen kaikkien sidosryhmien kanssa on korkeiden eettisten periaatteiden ohjaamaa, ja siten vahvistaa luottamusta sekä TVO:n että sidosryhmän toimintaan, eikä ole uhka kummankaan maineelle tai puolueettomuudelle.