XXI a. Europa susiduria su daugeliu iššūkių, kuriuos kelia pasaulinis atšilimas, tarša ir kitos aplinkosaugos problemos. Rail Baltica sumažins žmonių judėjimo poveikį aplinkai Baltijos šalyse. Geležinkelis yra vienintelė didelio pajėgumo transporto rūšis, kuri beveik nepriklauso nuo iškastinio kuro, o energijos suvartojimas sudaro mažiau nei 2 proc. Europos transporto energijos suvartojimo, nors rinkos dalis yra didesnė nei 8,5 proc. Be to, įgyvendinus galimybę keisti transporto rūšį iš kelių į geležinkelio transportą (vežant ir keleivius, ir krovinius), Rail Baltica gerokai sumažins piniginį klimato kaitos poveikį dėl masto ekonomijos, taip pat padės ženkliai sumažinti kelių priežiūros išlaidas ir triukšmo taršą.
