Jabarkan DiCaprio ialah seorang agnostik. dari Leonardo DiCaprio dalam bahasa melayu

Berikutan kejayaan Titanic pada tahun 1997 bersama-sama dengan filem-filem sebelum ini, DiCaprio yang ketika itu berusia 24 tahun menubuhkan Yayasan Leonardo DiCaprio pada tahun 1998, sebuah pertubuhan bukan keuntungan yang dikhususkan untuk mempromosikan kesedaran alam sekitar. Walaupun bimbang dengan semua bidang alam sekitar, ia memberi tumpuan kepada pemanasan global, memelihara biodiversiti Bumi dan menyokong tenaga boleh diperbaharui. Ia telah berkhidmat pada projek-projek di lebih 40 negara dan telah menghasilkan dua dokumentari web pendek, Water Planet dan Global Warming.

Atas penglibatan aktif beliau, DiCaprio telah menerima pujian daripada kumpulan alam sekitar. Antara anugerah yang diterima ialah Anugerah Martin Litton Alam Sekitar, pada 2001, dari Environment Now, dan Anugerah Kepimpinan Alam Sekitar pada tahun 2003 daripada Global Green Amerika Syarikat.

DiCaprio mempengerusikan sambutan Hari Bumi kebangsaan pada tahun 2000, di mana beliau ditemuramah oleh Presiden Bill Clinton dan mereka membincangkan rancangan untuk menangani pemanasan global dan alam sekitar. Pada 2007 beliau mempunyai peranan utama dalam The 11th Hour, dokumentari mengenai hubungan rakyat dengan alam semula jadi dan pemanasan global. Beliau menerbitkannya bersama, menulis dan menceritakan filem. Dari manfaat lelongan seni halus "The 11th Hour" yang dianjurkan pada tahun 2013, beliau memepruntukkan hampir $40 juta untuk yayasan itu. Beliau memberitahu hadirin, "Bida seolah-olah nasib planet ini bergantung kepada kami." Ia menjadi acara amal alam sekitar kutipan tertinggi di dunia yang pernah diadakan. DiCaprio menyatakan bahawa pemanasan global adalah "cabaran alam sekitar nombor satu" di dunia. Pada Julai 2016 yayasannya mengumpul $ 15.600.000 untuk membantu melindungi hidupan liar dan hak-hak orang asli Amerika, bersama-sama dengan memerangi perubahan iklim.

Beliau telah menjadi penyokong aktif pelbagai pertubuhan alam sekitar dan telah menyumbang bagi Tabung Hidupan Liar Sedunia, Global Green Amerika Syarikat, Tabung Antarabangsa bagi Kebajikan Haiwan dan Majlis Pertahanan Sumber Asli."DiCaprio deserves an environmental Oscar for these 10 reasons", Skymet, February 21, 2016 Beliau mengembara ke Indonesia pada awal tahun 2016 di mana beliau mengkritik kaedah tebas dan bakar pembersihan hutan industri minyak sawit kerajaan republik itu."Indonesian minister says Leonardo DiCaprio 'not blacklisted' for anti-palm oil crusade", The Guardian, U.K., April 4, 2016

Beliau memandu kenderaan mesra alam, termasuk Tesla Roadster elektrik, Fisker Karma plug-in hibrid dan Toyota Prius. Rumahnya dikuasakan oleh panel suria. Pada majlis Oscar 2007, DiCaprio dan bekas Naib Presiden Al Gore muncul untuk mengumumkan bahawa Anugerah Academy telah memasukkan amalan pintar alam dalam penerbitannya. Beliau membentangkan di kaki Amerika Live Earth 2007, dan pada tahun 2010 kerja-kerja alam sekitarnya memperoleh DiCaprio pencalonan untuk Anugerah VH1 Do Something, menghormati orang-orang yang berbuat baik. Pada tahun 2014 beliau telah dilantik sebagai wakil Pertubuhan Bangsa-Bangsa Bersatu mengenai perubahan iklim, dan pada tahun yang sama beliau membuat kenyataan pembukaan kepada ahli-ahli Sidang Kemuncak Iklim PBB. Beliau berkata lagi kepada di PBB pada April 2016 sebelum menandatangani Perjanjian Perubahan Iklim Paris.

Pada tahun 2015, DiCaprio menjadi penerbit eksklusif baru Netflix Cowspiracy. Filem ini meneroka kesan pertanian haiwan di alam sekitar dan kedudukan beberapa pertubuhan alam sekitar mengenai isu itu. Beliau juga menerbitkan secara eksekutif dan muncul dalam Before the Flood, sebuah filem dokumentari 2016 memeriksa pelbagai aspek pemanasan global.

Pada majlis Oscar 2016, DiCaprio memenangi anugerah untuk Pelakon Terbaik. Beliau menggunakan ucapan penerimaannya untuk menyatakan penghargaan dan bimbang untuk alam sekitar apabila beliau berkata:

Penggunaan DiCaprio jet peribadi dan adiperahu telah menarik kritikan oleh beberapa bahagian media.DiCaprio's Hypocritical 'Activism' Is His Best Performance Yet | Cody Battershill Pada 2016, semasa bercuti di Cannes, Perancis, beliau membuat lawatan sehari ke New York City dengan jet peribadi untuk mengumpul anugerah alam sekitar. Robert Rapier, seorang penganalisis alam sekitar, berkata gaya hidup DiCaprio "mengurangkan kuasa moral untuk bersyarah orang lain untuk mengurangkan pengeluaran karbon mereka sendiri. Beliau menunjukkan dengan tepat mengapa penggunaan bahan bakar fosil terus berkembang. "Ini kerana semua orang suka gabungan kos dan kemudahan yang mereka tawarkan. Alternatif biasanya memerlukan pengorbanan satu bentuk atau yang lain."