Kauno plėtros ekologinė dimensija susieta su gamtinių išteklių tausojančiu naudojimu, aplinkai draugišku miesto ūkio tvarkymu, žalos gamtai mažinimu. Plėtros ekologiniai komponentai apima gamtinių išteklių naudojimo tinkamų valdymo būdų parinkimą, subsidijų sistemos tausojančiai gamybai taikymą, tausojančios gamybos ir produktų sertifikavimą.
Mūsų daromą žalą gamtai ne tik seniai suvokiame, bet ir patiriame vis sunkesnes jos pasekmes. Popiežius Paulius VI išreiškė mintis, kad žmogus „neišmintingai išnaudodamas gamtą, rizikuoja ją sunaikinti ir pats savo ruožtu tapti to griovimo auka“. Jis pabrėžė, kad taip veikiant „nuolatine grėsme tampa ne tik materialinė aplinka – užterštumas ir atliekos, naujos ligos, ardomoji galia, bet ir tai, kad žmogus nebevaldo žmogiškosios aplinkos; taip kuriamos nepakenčiamos ateities gyvenimo sąlygos: tai didžiulė socialinė problema, apimanti visą žmoniją.“
Gamtinių išteklių valdymui naudojamos priemonės, skirtos sustabdyti išteklių degradacijos procesus ir išspręsti išteklių naudojimo konfliktus atkuriamųjų išteklių srityse. Labai svarbu nešvaistyti natūralių išteklių, neužteršti dirvos, vandens ir oro, išsaugoti landšaftą, augalų ir gyvūnų biologinę įvairovę. Darni miesto plėtra turi užtikrinti tiesioginių pajamų iš ekosistemos paslaugų (gamyba, miesto ūkis, reakreacija ir kt.) gavimą ir netiesioginę naudą iš ekosistemos paslaugų (dirvožemžio derlingumas, vandens kokybė, švarus oras, dvasinė nauda ir t. t.). Biologinė įvairovė yra svarbus darnios plėtros komponentas.
Pagrindinės miesto plėtros ekologinės – biofizinės charakteristikos yra žemės, vandens, oro kokybė, gamtos išteklių tausojimas ir pakartotinis naudojimas, biologinė įvairovė ir kita.