环境署在设立主要多边环境协定，应对生物多样性、危险废物、移徙物种、臭氧层消耗（及其筹资机制）、区域海洋以及濒危物种贸易等方面，发挥着重要作用。

由环境署管理的此类多边协定包括：

1. 《保护臭氧层维也纳公约》 (臭氧秘书处) 和《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》 (执行蒙特利尔议定书多边基金的秘书处也设于环境署)；
2. 《濒危野生动植物种国际贸易公约》；
3. 《生物多样性公约》；
4. 《养护野生动物移栖物种公约》该公约包括《养护非洲—欧亚移徙水鸟协定》、《养护欧洲蝙蝠协定》以及《波罗的海和北海小型鲸类养护协定》；
5. 《控制危险废物越境转移及其处置巴塞尔公约》；
6. 《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》；
7. 《关于在国际贸易中对某些危险化学品和农药采用事先知情同意程序的鹿特丹公约》 (秘书处由环境署与粮农组织共同管理)；
8. 《区域海洋方案》。

虽然环境署是这些公约的管理机构，但每一个公约都有各自的理事机构和独立自主的管理权。

环境署发挥了关键作用，促进各项多边环境协定之间形成协同增效作用。此外，还积极提供技术、实物、法律和政策支持，以加强各项协定在国家、区域和国际各级的执行和实施。