Este artigo analisa a configuração e as principais características do federalismo cooperativo no Brasil, a partir da Constituição de 1988, cujos guias institucionais também estão presentes na construção normativa da temática ambiental. Considerando problemas na ação conjunta do poder público das unidades federadas, sobretudo a atuação descoordenada, e dialogando com a literatura federalista brasileira, argumenta-se que a realidade específica de cada política pública deveria nortear o melhor arranjo federativo a ela adequado, mas sempre segundo os preceitos do federalismo cooperativo, um ideal normativo a ser perseguido, independentemente do grau de centralização. Ao traçar o desenvolvimento do federalismo ambiental no Brasil, que seguiu a evolução do federalismo cooperativo no país, procuramos demonstrar, através do método dedutivo e da revisão bibliográfica, que arcabouços institucionais rígidos não são a melhor resposta para lidar com as questões complexas dessa política pública multissetorial. O ideal para tratar de problemas relacionados a uma política pública compartilhada por diferentes níveis de governo é um sistema multinível de gestão e regulação, com mais ou menos descentralização, a depender das variáveis concretas, como a diferença nas capacidades estatais dos entes e nas instituições envolvidas em cada área de ação.