1999年2月，海南省二届人大二次会议做出建设生态省的决定，海南成为全国首个提出建设生态省的省份。同年7月，省人大常委会批准《海南生态省建设规划纲要》。之后，海南全面实施生态省战略。

2005年，海南省委、省政府提出对《海南生态省建设规划纲要》进行修编。同年5月，省人大常委会批准《海南生态省建设规划纲要（2005年修编）》。这一纲要贯彻了科学发展观和构建和谐社会的基本要求，把生态省建设的目标与全面建设小康社会的目标进行衔接，增加生态省建设的有利条件和面临的挑战、区域布局、生活质量等内容，按照产业和环境的关系对产业部分进行调整，强化了生态省建设的保障措施。

建设生态省的目标是：把海南建设成为具有良好热带生态系统、发达的生态经济体系、人类与自然和谐共处的生态文化氛围、一流生活环境和生活质量的符合可持续发展要求的省份。海南生态省建设分为起步阶段、全面建设阶段、完善提高阶段三个建设期。1999年至2005年为起步阶段，2006年至2015年为全面建设阶段，2016年至2020年为完善提高阶段。2005年，海南完成生态省建设起步阶段的主要目标任务，从2006年开始进入生态省全面建设阶段。2006年7月，省政府召开海南生态省建设暨全省环境保护大会，全面总结前6年生态省建设起步阶段工作，对“十一五”期间生态省建设和环境保护工作进行部署。

妥善处理经济发展与生态环境保护的关系。海南提出建设生态省后，坚持在保护生态环境的前提下发展经济，坚决不走“先发展、后治理”的老路。在产业发展布局上，严格执行“把有限的工业污染源控制在限定的区域内、把主要污染物排放总量控制在限定的指标内”的“两控”原则；在发展工业项目上，坚持“不污染环境、不破坏资源和不搞低水平重复建设”的“三不”原则。2003年至2007年，海南省严格审批574个建设项目环评文件，对160多个建设项目进行环境保护验收，使全省经济建设和生态环境保护呈现双赢的发展势头。海南还将污染治理同产业结构调整及推动产业升级紧密结合起来，实施清洁能源政策等一系列政策措施。

实行产业区域布局和新的考核评价体系。把工业项目集中布局在海南岛西部，中部和东部严格控制工业项目，不搞工业遍地开花，实行污染集中排放、集中治理。坚持“大企业进入、大项目带动、高科技支撑”战略，重点引进技术含量高、环境治理能力强、清洁生产的生态型工业项目和工业企业，把工业发展和环境保护有效统一起来。坚持“资源节约型、环境友好型”的发展理念。2004年8月，省委、省政府批准设立昌江循环经济工业园区，大力发展循环经济。将国土环境资源综合指标纳入市县党政领导班子和党政领导干部综合考核评价体系，实现环境资源保护与政绩挂钩。在全省实施《生态环境监控管理办法》，每月实行环境污染事故、生态破坏事件和举报案件“零报告”制度。

着力培育生态经济。按照生态省产业发展的要求，鼓励发展不同类型的生态产业和科技含量高的集约型大工业。积极发展绿色农业、生态旅游等生态优势产业，农业和旅游业等传统产业开始形成品牌优势。至2007年，海南共建有旅游景区景点70多家，其中国家4A级以上的景点有10家。共新建无公害瓜果菜基地225万亩。全省累计有29家企业的52个产品通过国家绿色食品认证。海南着力于建设一批生态产业项目，在保护生态环境的同时，加快中部民族国民经济发展。

加大生态保护和建设力度。探索促进生态保护新的工作机制，加强自然保护区管理，编制《海南省生态功能区划》和《海南中部山区国家级生态功能保护区规划》，组织起草、修改《海南省省级自然保护区评审标准》 和《海南省自然保护区综合管理评估考核办法（试行）》。2003年至2007年，海南新建5个省级保护区，全省自然保护区面积增加3.5个百分点。实施天然林保护工程、百万亩椰林工程、浆纸林工程、“三边”林工程、退耕还林工程、海防林工程等林业重点工程，森林覆盖率基本实现年均增长1个百分点。从2003年开始，全省开展“绿化宝岛百万人大行动”，造林绿化工作创历史新高。2006年，全省有218万人次参加义务植树活动，共植树716.5万株，完成植树造林总面积78.6万亩，基本完成全省 95.2万亩沙化土地治理，其中更新改造治理造林面积6.8万亩。

建立森林生态效益补偿制度。海南省财政不断加大生态环境财政补偿力度，2006年开始进行生态效益补偿机制建设及中部少数民族地区可持续发展政策研究，出台《海南省生态转移支付暂行办法》，自2006年起每年安排2000万元用于生态转移支付。为支持海南生态省建设，中央财政每年安排资金给予大力支持，海南省被列入中央森林生态效益补偿范围的重点生态公益林有476.75万亩，被列入国家天然林保护工程的重点生态公益林有478.5万亩。从2006年起，将全省未被列入天然林保护工程和中央森林生态效益补偿范围的390.53万亩重点生态公益林纳入省级森林生态效益补偿范围，由省财政按每年每亩5元的标准安排专项资金。海南的省级森林生态效益补偿机制正式建立，海南所有的重点生态公益林全部纳入补偿范围，对于促进重点公益林的建设、保护、管理，构建以森林生态系统为主体的国土安全体系具有重大意义。

显著改善城乡人居环境。省第四次党代会提出，用5至8年时间把全省半数以上自然村建成文明生态村。其后，各市县把文明生态村建设作为“三农”工作中的一件大事来抓，实施净化、绿化、美化工程，在全国产生了重要影响。2003年至2007年全省推广农村沼气池16万户，至2007年底累计达到23万户。城镇供水、供电、环保等基础设施得到加强，城镇建成区绿化覆盖率达28%，绿地率达22%，城市人均公共绿地面积达10平方米。海口市和三亚市先后获得“全国卫生先进城市”“国家园林城市”“中国优秀旅游城市”和“中国人居环境奖”等荣誉称号，海口市还被命名为“全国环境保护模范城市”，琼中黎族苗族自治县湾岭镇荣获“全国环境优美乡镇”称号。

提高公众生态环境保护意识。海南省采取多种形式组织开展以青少年、各级党政干部为重点的公众生态环境保护宣传教育活动。2003年至2007 年，对1000多名党政领导干部进行可持续发展和生态环境保护知识培训。结合中小学地方课程改革，省教育部门编印中小学环保教材，开设环保课程，中小学环境教育普及率达50%。全省各类学会、协会等社会团体以论坛、博览会、研讨会等多种形式组织开展高水平的生态环境保护宣传教育活动。公众生态环境保护意识有了明显提升。

2006年，全省森林覆盖率达55.6%，比2001年增长3.3个百分点，共有7个国家级森林公园、8个国家级自然保护区、25个省级自然保护区。全省城市（镇）环境空气质量优良，主要污染物二氧化硫、二氧化氮含量符合国家环境空气质量一级标准。全省地表水环境质量总体保持良好，80.7%的监测河段和82.4%的监测湖库达到或优于国家地表水Ⅲ类标准。全省近岸海域水质状况总体保持良好，一、二类海水占82.2%，86.7%的监测海域符合水环境管理目标要求。