到2020年，全省万元国内生产总值能耗比2015年下降17%，能源消费总量控制在4.2亿吨标准煤左右;
全省化学需氧量、氨氮、二氧化硫、氮氧化物排放总量分别控制在155.2万吨、13.2万吨、111.4万吨、104.0万吨以内，
比2015年分别下降11.7%、13.4%、27.0%、27.0%。
全省挥发性有机物排放总量控制在153.7万吨以内，比2015年下降20.0%。
方案提出推动能源结构优化。到2020年，煤炭占能源消费比重下降到70%左右，天然气提高到7%至9%，新能源和可再生能源提高到7%，油品消费稳定在15%左右。省外来电占全社会用电量的比重达到20%，其中非化石能源电量占外来电量的25%左右。煤电占省内电力装机比重下降到75%左右。
在工业节能方面，到2020年，工业能源利用效率和清洁化水平显著提高，规模以上工业企业单位增加值能耗比2015年降低20%以上。推动太阳能、地热能等在建筑中的深度复合利用，100米以下住宅和集中供应热水的公共建筑全部推行太阳能光热建筑一体化。大力发展公共交通，到2020年，全省营运客车、营运货车、营运船舶单位运输周转量、城市客运单位客运量和港口生产单位吞吐量综合能耗在2015年基础上分别下降2.1%、6.8%、6%、10%和2%;营运客车、营运货车、营运船舶单位运输周转量、城市客运单位客运量和港口生产单位吞吐量CO2排放分别下降2.6%、8%、7%、12.5%和2%。新能源和清洁能源车辆比例在2015年基础上显著提高，全省新增重型货车、营运客车、公交车、出租车中清洁能源和新能源车辆比例分别达到20%、30%、70%、100%，累计推广应用新能源汽车和清洁能源汽车3万辆。“十三五”期间，完成300万平方米既有办公建筑绿色节能改造。
方案提出强化主要污染物减排。控制重点区域流域排放。整合现有分散供热锅炉和小型供热机组，大力推进区域热电联产、工业余热回收利用，提高集中供热普及率。到2020年，实现县以上城市集中供热全覆盖，城区集中供热普及率达到75%以上，在有条件的农村地区因地制宜推行集中或分散式供热试点。以《山东省区域性大气污染物综合排放标准》引导产业布局优化，加快“核心控制区、重点控制区、一般控制区”三类区域的划分工作。到2017年年底，基本完成城市建成区内及主要人口密集区周边石化、钢铁、化工、有色金属冶炼、水泥、平板玻璃等重污染企业搬迁、改造。实施行业挥发性有机污染物总量控制，制定挥发性有机污染物总量控制目标和实施方案，对沿海7市实施总氮排放总量控制，明确重点控制区域、领域和行业，制定总氮排放总量控制方案。
推进工业污染物减排。2017年年底前，完成钢铁、火电、水泥、煤炭、造纸、印染、污水处理厂、垃圾焚烧厂等8个行业超标问题整治和自动监控装置建设任务;2019年年底前，基本完成各类工业污染源超标问题整治工作;2020年，进一步巩固提升工业污染源超标问题整改成效，确保各类工业污染源持续保持达标排放。实行建设项目主要污染物排放总量指标等量或减量替代。
促进移动源污染物减排。全省加油站供应的普通柴油从2017年7月1日起要全部达到国Ⅳ标准，从2018年1月1日起全部达到国Ⅴ标准。2017年9月底前，济南、淄博、济宁、德州、聊城、滨州、菏泽7市全部供应符合国VI标准的汽柴油，禁止销售普通柴油。
2017年年底前，重点湖泊、重点水库、近岸海域汇水区域等敏感区域城镇污水处理设施出水水质应达到一级A标准或再生利用要求。2020年年底前，建制镇要逐步实现污水处理设施全覆盖和稳定达标运行。到2020年，各设区市建成区基本实现污水全收集、全处理，济南、青岛两市要在2017年年底前率先完成。加强城镇再生水循环利用基础设施建设，到2020年，城市再生水利用率达到25%以上。推进污泥安全处置，2017年年底前，城市现有污泥处理处置设施基本完成达标改造，全部取缔非法污泥堆放点。2020年年底前，地级及以上城市污泥无害化处理处置率达到90%以上。
到2017年年底，设区城市建成区和城乡结合部、省会城市群要率先完成散煤治理。
重视农业污染排放治理。2017年年底前，依法关闭或搬迁禁养区内的畜禽养殖场(小区)和养殖专业户。到2020年，全省规模化养殖场畜禽粪便和污水处理利用率分别达到90%和60%以上。
统筹推进大宗固体废弃物综合利用。到2020年，工业固废综合利用率达到88%以上，农村地区工业危险废弃物无害化利用处理率达到95%，农作物秸秆综合利用率达到92%。
到2017年年底，石化企业基本完成挥发性有机物治理。
强化企业污染物排放自行监测和环境信息公开，到2020年，污染源自动监控数据有效传输率、企业自行监测结果公布率保持在90%以上，污染源监督性监测结果公布率保持在95%以上。
