Der er foretaget et antal indledende miljøvurderinger og basisstudier i forundersøgelsesfasen. Derudover har Nord Stream gennemført den mest omfattende undersøgelse af Østersøen nogensinde for at imødekomme og besvare spørgsmål, som er rejst af myndigheder, foreninger og private organisationer i Østersøregionen under de internationale høringer om Vurdering af Virkninger på Miljøet (VVM).

Resultaterne af miljøundersøgelserne vil indgå i det endelige udkast til VVM-rapporten, som indgives til myndighederne i efteråret 2008. VVM gennemføres på tværs af landegrænserne i henhold til Espoo-konventionen.
Miljøbasisstudierne omfatter følgende miljøparametre for Østersøen:

• Hydrografi og havbundsforhold
• Marinflora og fauna
• Fisk og fiskeri
• Fugle
• Pattedyr
• Beskyttede områder
• Turisme og rekreative områder
• Marinarkæologi
• Dumpningsområder for kemiske våben og krigsmateriel
• Eksisterende kabler og rørledninger
• Råmaterialeressourcer og -udvinding
• Skibstrafik, sejlruter og -render

Miljøundersøgelserne giver en generel beskrivelse og fokuserer på eventuelt følsomme områder i de efterfølgende faser af udviklingen af Nord Stream.
Inden for rammerne af den geologiske konstruktionsundersøgelse for planlægningen af Nord Stream er der gennemført grundige feltundersøgelser, som blandt andet omfatter oceanografi, vand, bundsedimenter og biologiske spørgsmål. Disse undersøgelser danner grundlag for planlægningen af den nøjagtige rute.

I løbet af den geologiske konstruktionsundersøgelse er mere end 1.000 vand- og jordbundsprøver blevet grundigt analyseret. De enestående resultater af disse undersøgelser vil være af uvurderlig betydning for yderligere forskning i Østersøens miljø. Dermed bidrager Nord Stream i væsentlig grad til studierne af Østersøen.