Hannover gehört zu den Vorreitern im Klimaschutz in Deutschland und Europa. Dies liegt unter anderem daran, dass die Stadt mit der Einrichtung einer eigenen Klimaschutzleitstelle seit 1994 konsequent an der Umsetzung der vom Rat beschlossenen Klimaschutzaktionsprogramme und deren Monitoring arbeitet. In 2008 wurde das neue Programm „Klima-Allianz 2020“  unter Einbezug der Wirtschaft und vieler städtischer Institutionen gemeinsam mit der Stadtwerke Hannover AG erstellt. Es hat das Ziel, 40 Prozent CO₂ bis zum Jahr 2020 einzusparen, was beispielhaft in Deutschland ist. Die Landeshauptstadt Hannover ist Mitbegründerin und Gesellschafterin des Förderfonds proKlima, der Klimaschutzagentur Region Hannover und hannoverimpuls. (Mehr auf www.klimaallianz-hannover.de)

Für den eigenen Gebäudebestand werden umfassende Vorhaben zur CO₂-Reduktion durchgeführt. Schulen, Kindertagesstätten und Verwaltungsgebäude werden energetisch saniert, wo möglich, erneuerbare Energien eingesetzt und Energieeinsparkampagnen durchgeführt. Die Klimaschutzleitstelle berät zudem Bürgerinnen und Bürger, die auf städtischen Grundstücken bauen möchten. Darüber hinaus führt Hannover seit 2006 im Rahmen des EU-Programms CONCERTO/act2 Demonstrationsvorhaben durch: In den Stadtteilen Ahlem, Hainholz, Nordstadt, Vahrenwald und Vinnhorst können Hausbesitzer Zuschüsse und eine begleitende Beratung für eine Gebäudemodernisierung erhalten. 

International engagiert sich die Landeshauptstadt Hannover in Städtenetzwerken wie dem Klima-Bündnis Europäischer Städte und im europäischen Bürgermeisterkonvent. Mit Hiroshima, einer der Partnerstädte Hannovers, wird eine Klimaschutzpartnerschaft gepflegt und gemeinsame Projekte durchgeführt.