Η διαχείριση και προστασία του περιβάλλοντος απαιτεί πέραν της απαραίτητης τεχνολογικής γνώσης και υποδομής, τη χρήση μαθηματικών προσεγγίσεων προκειμένου να επιτυγχάνεται κάθε φορά ο βέλτιστος σχεδιασμός των παρεμβάσεων, των έργων και των δραστηριοτήτων που συμβάλλουν στην βελτίωση του περιβάλλοντος και της ποιότητας ζωής των πολιτών. Στην διαδικασία αυτή του σχεδιασμού, ο σκοπός και τα κριτήρια αξιολόγησης θα πρέπει να αποτυπώνουν με ακρίβεια τους στόχους. Ταυτόχρονα θα πρέπει να λαμβάνονται υπόψη οι διαφορετικές οπτικές και συμφέροντα προκειμένου η τελική λύση να είναι η βέλτιστη ή σχεδόν βέλτιστη. Οι μέθοδοι βελτιστοποίησης αποτελούν ίσως το πιο χρήσιμο εργαλείο της Επιχειρησιακής Έρευνας όπου αποτυπώνονται με μαθηματικό τρόπο οι στόχοι, οι προϋποθέσεις και οι απαιτήσεις υλοποίησης ενός προβλήματος σχεδιασμού. Τα προβλήματα περιβαλλοντικής διαχείρισης και προστασίας απαιτούν την υιοθέτηση προσεγγίσεων όπου αντικρουόμενες οπτικές και φυσικοί περιορισμοί είναι δυνατόν να ληφθούν υπόψη κατά τη διαδικασία λήψης απόφασης και να συμβάλλοντας στην επιλογή της καλύτερης δυνατής λύσης. Στο παρόν βιβλίο γίνεται μια προσπάθεια παρουσίασης του θεωρητικού υποβάθρου των βασικότερων μεθοδολογιών βελτιστοποίησης οι οποίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την επίλυση σύνθετων περιβαλλοντικών προβλημάτων. Αρχικά, περιγράφονται με σαφήνεια οι βασικές έννοιες βελτιστοποίησης καθώς και κλασσικές μέθοδοι βελτιστοποίησης που βασίζονται στο διαφορικό λογισμό. Στην συνέχεια, παρουσιάζονται οι κύριες μέθοδοι βελτιστοποίησης του Γραμμικού, Μη-Γραμμικού, Ακέραιου και Πολυστοχικού Προγραμματισμού. Σε κάθε κεφάλαιο γίνεται λεπτομερειακή παρουσίαση της θεωρίας που διέπει κάθε μέθοδο βελτιστοποίησης και ταυτόχρονα γίνεται επίλυση αριθμητικών παραδειγμάτων για την καλύτερη κατανόηση των θεωρητικών εννοιών. Στη συνέχεια παρουσιάζεται βήμα-προς-βήμα η επίλυση περιβαλλοντικών προβλημάτων με την εφαρμογή των συγκεκριμένων μεθόδων. Ιδιαίτερη σημασία δίνεται στη φυσική ερμηνεία των αποτελεσμάτων της