非政府组织是中国气候公共外交的重要参与主体。早在2007年联合国气候变化会议召开之前，中国公民社会组织就共同发起“中国公民社会应对气候变化项目”，随后又派代表参加巴厘岛会议成为中国民间参与气候公共外交的重要标志。哥本哈根会议以来，中国非政府组织通过多种途径参与了中国在气候变化领域的公共外交活动，不仅派代表参加重大国际气候变化会议，而且在国外独立开展国际项目，推动环境、气候变化、清洁能源等议题的国际合作，促进中国其他国家非政府组织之间的气候变化人文交流。

首先，参与联合国气候变化会议和其他多边气候变化会议、伙伴关系对话会以及相关边会活动是中国非政府组织参与气候公共外交最主要的活动。2009年参与联合国气候变化会议的不仅有受邀的具有官方性质的非政府组织“中国民间组织国际交流促进会”“中国科学技术协会”“中国前外交官联谊会”，而且还有“山水自然保护中心”“自然之友”等十多个国内草根环保组织。此后，一些中国非政府组织坚持出现在国际多边气候变化会议的会场上，例如“中国青年应对气候变化行动网络（CYCAN）”参加了《联合国气候变化框架公约》缔约方会议历次会议（COP13—COP21）、 2012年联合国可持续发展大会里约峰会，还在会议前后推出引人注目的品牌项目：全国百校大学生节能联合宣传行动、中国青年应对气候变化行动日、 “绿由心生”倡导活动、绿色奥运志愿者、青年气候大使、中国青年可持续发展计划、高校低碳节能建设、中美青年可持续发展论坛等促进中外青年、社会组织就气候变化问题的沟通和交流。除了“中国青年应对气候变化行动网络”，其他中国民间组织，如“自然之友”“中国民间组织国际交流促进会”“北京地球村”“绿家园志愿者”也常常出现在重大国际气候变化会议场合进行倡议和宣传活动，展现了中国民间环保意愿和环保行动，丰富了国际社会对中国气候治理现实情况的认识，促进了联合国、国际非政府组织和公益机构对中国国情的了解和对中国气候变化内政外交的善意理解。

其次，中国非政府组织对气候公共外交的参与不仅体现在国际气候谈判或多边气候会议的会场上，而且还体现在推动环境、能源等议题的国际气候合作中，特别是南南气候合作中。如全球环境研究所，已走出国门，走向世界，其项目分布在东南亚和南亚地区，涉及生物多样性保护、能源与气候变化、投资贸易与环境及能力建设等领域，其中最为著名的项目是斯里兰卡沼气修建培训项目和老挝中国可持续土地和自然资源管理合作中心项目，通过这两个项目，全球环境研究所将中国气候治理的经验和技术传授给了斯里兰卡和老挝，授人以渔和融入当地社区的工作方式不仅使当地环境得到明显改善，也使当地政府和公众对中国产生了好感，树立了中国在气候变化领域 “负责任国家”的良好形象。

此外，促进与其他国家在气候变化领域的人文交流也是中国非政府组织的常见公共外交活动。如“自然之友”与韩国环境运动共同举办的中韩 “荒漠化防治与公众参与”活动，“中国民间组织国际交流促进会”与“美国环保协会”进行的气候变化对话活动，与小岛屿国家就气候变化与可持续发展进行的交流活动等。非政府组织的这些气候变化领域的人文交流活动，尽管很难在短时期内起到立竿见影的效果，但从长期来看，对于加深中国与世界其他国家，不论是发达国家还是发展中国家民众与民众之间的相互沟通和相互理解，对于增进中国与其他国家之间在气候变化问题上的信任与合作，促进中国的国际气候合作与气候治理都有“润物细无声”的功效。