Neste trabalho analisou-se criticamente o instituto da compensação ambiental criada pelo artigo 36 da Lei nº 9985/00, tendo sido abordado o processo histórico das tentativas anteriores de criação deste instituto e a posterior edição da citada Lei. Foi estudado detalhadamente o artigo 36 da referida Lei, bem como o seu Decreto regulamentar, além de terem sido apontados alguns dos principais problemas que surgiram nos procedimentos de licenciamentos ambientais, especialmente na indústria do petróleo, relacionados à compensação ambiental. Também, são apresentados neste trabalho, eventuais propostas de solução dos problemas apontados, com o intuito de minimizar a insegurança jurídica nos gestores públicos e privados, com o objetivo único da sustentabilidade das atividades da indústria de petróleo.