Alun Ffred Jones sade Natural Resources Wales (NRW) hade erbjudit förvirrande råd och ansågs ibland vara "för nära" till den walesiska regeringen.
Jones har beskrivit sin oro i ett brev till NRW efter en undersökning.
Men NRW sa att det var "klart" om dess syfte och insisterade på att det redan hade att göra med många av de punkter som togs upp.
Organet bildades 2013 genom en sammanslagning av Countryside Council for Wales, Environment Agency och Forestry Commission.
I sitt brev skrev Jones: "NRW verkar inte vara klar över sitt syfte som organisation... många av de mer specifika frågor som tagits upp... härrör från den förvirring som finns inom NRW om dess syfte och den uppenbara bristen på medvetenhet på toppen av NRW om hur det uppfattas på plats av viktiga intressenter och personal."
Brevet säger att vissa råd var förvirrade vid tillfällen då NRW uppgav att det inte hade några invändningar mot en planeringsutveckling, men sedan listade "allvarliga farhågor" om dess inverkan.
Jones tillade några organisationer som tog upp frågor som miljöorganet var alltför nära de walesiska ministrarna, särskilt när det gäller det kontroversiella Â£325 miljoner Circuit of Wales race-track projekt som planeras i Blaenau Gwent.
NRW verkställande Emyr Roberts sade att skapa NRW hade varit "uniquely komplexa" och "ingenting som detta har någonsin försökts tidigare någonstans i världen".
"Vi är tydliga om vårt syfte och att arbeta med personal och intressenter kring detta nya koncept att förvalta våra naturresurser på ett mer gemensamt sätt", sade han.
"Vi vidtar redan åtgärder på många av de punkter som tagits upp och mot bakgrund av en betydande förändring är jag mycket stolt över det fantastiska arbete som vår personal har fortsatt att göra för människorna, miljön och ekonomin i Wales", tillade dr Roberts.
I en personalundersökning som publicerades i april fann man att endast 14 % av de anställda vid NRW ansåg att sammanslagningen som ledde till att den skapades var välorganiserad och att en av fem ansåg att organisationen sköttes väl.
Drygt hälften av dess 2.000 anställda deltog i undersökningen.
Wales miljöorgan är inte klart för sitt eget syfte, har ordföranden för församlingens miljökommitté hävdat.