Pendekatan rasionalis dalam diplomasi lingkungan menyoroti diplomasi sebagai proses negosiasi berbasis kalkulasi untung rugi antarnegara untuk mencapai hasil yang rasional dan terukur, seperti perjanjian, aksi, atau kerja sama. Pendekatan ini berangkat dari kesadaran bahwa diplomasi lingkungan sarat dengan relasi kuasa, di mana kepentingan politik, ekonomi, dan ilmiah saling mempengaruhi. Sebagaimana ditegaskan oleh pernyataan Menteri Lingkungan Hidup dan Kehutanan Indonesia, diplomasi lingkungan sering kali dipengaruhi oleh hegemoni pengetahuan dan kepentingan negara maju terhadap negara berkembang. Contoh penerapan pendekatan ini terlihat dalam diplomasi perburuan paus dan negosiasi Protokol Montreal, di mana strategi diplomasi, insentif ekonomi, serta legitimasi ilmiah digunakan untuk membangun konsensus dan mendorong aksi global. Dengan demikian, pendekatan rasionalis menempatkan diplomasi lingkungan sebagai arena kalkulatif yang berorientasi pada efisiensi dan kepentingan strategis dalam tata kelola isu global.