Во времена Петра I появились первые высказывания в печати о необходимости охраны природы. Русский экономист и публицист Иван Тихонович Посошков написал для Петра I «Книгу о скудости и богатстве» с предложением многих государственных реформ (1724 г.). Говорилось в ней о необходимости принятия мер по охране лесов и рыбных богатств: «Ныне многие жалуются на рыбу, глаголя, «плох де лов стал быть рыбе». А отчего плох стал, того не вразумляют, ни того, чего много стал быть плох лов, токмо от того, что молодую рыбу выловят, то и не ис чего и большой быть». «Книга о скудости и богатстве» дважды переиздавалась в советское время.
«Устав о рыбной ловле» 1704 года сильно ограничивал рыболовство на внутренних водоемах страны, запрещал некоторые истребительные способы лова, ограничивал сроки.
Один из самых истребительных способов лова рыбы — сооружение заколов — перегораживание реки забором с вершей, в которую попадала вся рыба, шедшая весной метать икру вверх по течению. Хищнический лов — на перетяжку с крючками без наживки (также «поддёв»), при котором много рыбы уходило раненой. С браконьерами такого рода указ предписывал расправляться самыми суровыми способами.
Петру же мы обязаны введением в России добычи китов. В 1723 году была учреждена компания китового промысла. Петр выделил для нее 5 кораблей в Архангельске и выписал из Голландии мастеров-китобоев.
К началу XVIII века пришел в упадок промысел русского жемчуга: речной моллюск — жемчужница — был выловлен во многих северных реках, и это послужило причиной появления петровского указа 1721 года, который сильно ограничивал, а местами запрещал промысел. Однако спасти жемчужницу не удалось, моллюск уже исчез в большинстве рек.
Забота царя о чистоте просто удивительна. Запрет рубки леса по берегам вполне понятен, но Петр запрещал возле рек и обрабатывать привозной лес, «чтобы от тех щеп и сору оные речки не засаривались».
Нева и другие реки столицы были предметом особой заботы царя. Сенатом в 1718 году было запрещено сбрасывать мусор в реки и каналы или оставлять его на льду. Но когда оказалось, что указ выполняется плохо, Петр в 1719 году заменил его новым, именным, где, между прочим, говорилось: «Всяких чинов люди отнюдь никакого помету и сору на Неву и на другие реки из дворов своих вывозить не дерзали и в те реки не бросали, для того, что такими пометами те реки засариваются» и далее: «и за такую Его Царского Величества Именному указу противность, за вывоз и за метание в реки помету и мусору высших персон служителям, а низшим самим учинено будет наказание, биты кнутом и сосланы будут на вечную каторжную работу». Инструкция для Москвы, почти дословно повторявшая петербургскую, была, однако, милостивее: тех, кто засоряет реки, здесь предполагалось только бить батогами.
В знаменитом «Морском регламенте Петра Первого», написанном им самим, много раз говорится о незагрязнении рек. Капитан над портом (была установлена такая должность) обязан был наблюдать, «чтобы баласту или какого сора не бросали».
Чистоту в порту надлежало соблюдать при всех видах работ. От каменщиков требовалось, «чтоб никакой щебень не попал в воду, но на подмостки, с которых как возможно счищать щебень и относить на берег в удобное место под штрафом пятьдесят рублей». Когда у кораблей была плотничья работа, нужно было делать так, «чтобы щепы в воду не падали, но на плоты или подмостки, и иметь сетки на шестах, которыми щепы с воды снимать, а зимой со льда счищать и свозить во все дни в удобное место».
По мнению Петра, важно «иметь чистоту на верфи и прочее, что к доброй экономии надлежит». Была учреждена даже должность профоса, наблюдавшего за чистотой.
Изучение природы страны сделало громадные успехи при Петре. За год до смерти он занялся планом работы Академии наук. Он сносился по делам академии с крупными европейскими учеными, переписывался с великим математиком и философом Лейбницем. Перед академией главной задачей было поставлено исследование России. К 1709 году впервые изданы российская генеральная карта и ряд карт «окольностей» Архангельска, Астрахани, Азова и других городов. В 1724 году Петр повелевает описать Балтийское море, хотя уже было составлено 14 хороших для того времени карт Балтики. Началось детальное исследование Сибири, причем сразу же по обнаружении каких-либо нужных природных ресурсов Петр стремился использовать их. Как только грек А. Левендиад нашел в Сибири серебряную руду, так и пожалована ему была царская грамота на завод (1710 г.). Так же было с постройкой заводов Никитой Демидовым.
Петру не чужды были интересы просвещения в области природоведения. Он открыл в Петербурге первый русский естественноисторический музей — Кунсткамеру.