Parmi les problèmes environnementaux posés par les transports deux se distinguent tout particulièrement :
La notion de véhicule propre recouvre souvent ces deux questions dont le traitement n'est pas nécessairement compatible. La confusion est parfois entretenue par certains acteurs de la branche qui peuvent ainsi communiquer sur des progrès environnementaux qui ne traitent qu'une partie du phénomène.
À la fin du XXe siècle, les normes d'émission se sont fortement durcies, avec notamment l'introduction des normes européennes d'émission Euro, les constructeurs ont donc été incités à réduire les émissions de toxiques et de polluants des véhicules. De plus, la prise en compte de l'ensemble de la filière a mis en évidence l'importance des carburants.
Mais dans le même temps, le parc automobile et le nombre de kilomètres parcourus augmentent et le poids croissants et la climatisation des véhicules modernes neutralisent les gains de consommation réalisés grâce à l'amélioration des moteurs. La question de pollution par les transports peut être attaquée en créant des véhicules propres, mais aussi en envisageant une réorganisation profonde des transports, pas forcément plus onéreuse. Par exemple aux heures de pointe, ce sont 21 000 véhicules qui font du quasi sur-place sur les 35 km du périphérique parisien, ce qui représente un capital immobilisé d'environ 210 millions d'euros ainsi que 4 525 000 heures x homme perdues par an.
Un président américain émit d'ailleurs cette boutade : « Nous savons transporter efficacement trois personnes sur 340 000 km, mais pas 340 000 personnes sur 3 km ».
Les véhicules peuvent être propres mais ne fonctionnent pas nécessairement avec un carburant issu d'une filière énergétique qui le soit. Pour mémoire, la dépense énergétique actuelle de l'automobile en France équivaut à sa dépense énergétique électrique.
Si l'électricité est utilisée pour l'automobile ou pour créer des vecteurs d'énergie (hydrogène, air comprimé), cela pourrait dans le pire des cas signifier un quasi doublement de la capacité nucléaire française actuelle, ou la génération de l'équivalent de la capacité nucléaire à l'aide de centrales au charbon, ou issues d'un carburant comme le pétrole. Pour cette raison, certains considèrent que le terme de véhicule propre est usurpé, ou que pour le moins les véhicules propres ne résolvent rien puisque leur utilisation revient à déplacer le problème de la pollution.
D'autres avancent qu'il est plus facile de « nettoyer » une filière de production énergétique que des millions de véhicules individuels. Les véhicules propres sortiraient en tout état de cause la pollution des villes.
Cet argument néglige cependant le fait que la consommation d'électricité associée à l'utilisation des véhicules électriques peut très naturellement se faire en dehors des périodes de pointe d'utilisation du réseau, soit en rechargeant les batteries la nuit ou encore en profitant de la surcapacité du réseau pendant les périodes creuses pour créer des vecteurs d'énergie (hydrogène, air comprimé). Cela aurait pour effet de mieux répartir et d'optimiser la capacité actuelle du réseau qui est dimensionné pour les périodes de pointe.
De plus, selon les conclusions d'associations écologistes telles que [sauvons le climat], utiliser une production d'électricité par le biais du nucléaire, les émissions de CO2 étant quasi nulles par ce vecteur, les gains en émissions pourraient être bien réels. L'association mentionne également fréquemment la possibilité d'utiliser des dispositifs de captage/stockage du C02 sur les sites de production charbon notamment, ce qui soutient l'argument précédent en termes de « nettoyage » facilité.
La filière des bio-carburants dits de "première génération" est régulièrement critiquée par certains rapports et publications de chercheurs (Science Express par exemple) : l'énergie nécessaire à l'exploitation agricole du bio-ethanol engendrerait une augmentation de 20% des émissions de C02. Pour autant, une étude de l'ADEME de septembre 2009 est venue tempérer ce constat, et semble confirmer l'intérêt du superéthanol E85 qui s'équilibre entre fabrication (qui consomme du CO2) et émissions par la suite du véhicule.
Une distinction entre diester (à base d'oléagineux, incorporé à 30% dans le B30, parmi lesquels l'huile de palme est particulièrement pointée du doigt), et le supertéhanol (en France, à base de Betterave 50%, maïs 20%, blé 10%, 20% autres dont déchets viniques) - Source CGB - doit être faite. Si les premiers sont essentiellement importés en France, les seconds sont produits pour la plupart en France, ce qui dinimue d'autant le coût écologique du transport.