2010年1月，在“低碳中国论坛”年会上有关学者首次提出了建设“全国低碳日”的倡议。

2011年，国家信访局接到有关学者关于设立“全国低碳日”或“全国低碳周”的建议函。根据国务院领导同志批示精神，国务院法制办和发展改革委经过认真研究，并协调多个部门的意见，以国家发展和改革委员会的名义向国务院提出了设立“全国低碳日”的建议。這位专家表示，设立“全国低碳日”的目的是普及气候变化知识，树立低碳发展理念，推动落实控制温室气体排放目标和应对气候变化各项任务。

据发展改革委介绍，“全国低碳日”活动的安排，将突出气候变化问题的特點，注重普及气候变化的科学知识，宣传绿色低碳发展的理念；通过开展宣传教育活动，讲清楚能源优化开发、能源节约使用、温室气体排放控制之间的相互关系，促进各项工作的统筹协调；坚持“以人为本”的理念，加强适应气候变化和防灾减灾的宣传教育。