由于地铁4号线沿线将经过人口密集的市南区、市北区等处，因此会对沿线环境产生一定影响，但在选线和设计时，已经充分考虑了这些因素，并有针对性地提出了应对措施。
在生态环境保护目标方面，地铁4号线将以隧道形式穿越崂山风景名胜区市南海滨风景区的二级保护区和一级保护区，总长度1190米，工程在景区范围内设置人民会堂和青医附院2个地下车站，车站仅有出入口和风亭出露地面，无其他地面工程。其中，将以隧道形式穿越崂山风景名胜区崂山景区的建设控制区域 ，穿越总长度5240米。工程在景区范围内设置李宅路、九水东路和沙子口3个地下车站，车站仅有出入口和风亭出露地面，无其他地面工程。
地铁4号线涉及的环境敏感区为崂山风景名胜区的市南海滨风景区和崂山景区以及天后宫、江苏路基督教堂和观象二路基督教堂3处文物保护单位。其中，4号线一期工程将枣山东路-沙子口区间以地下线方式穿越崂山景区的建设控制区域，未穿越风景区核心保护区，距离最近的景点十八潭在3公里以外。而4号线的选线方案避让了景区内各功能分区内的重要节点(群)，因此工程的修建不会对景区内的各功能分区造成大的不良影响。
青岛市地铁4号线一期工程建成后将大大提高景区(特别是崂山景区)的可达性，缩短旅客在旅游景点之间的车行时间，可以使人群在各个景区之间迅速流动、选择，同时减少了对地面公交和旅游大巴的依赖，可以极大减轻旅游景点附近车辆停放的问题和地面交通工具的环境污染，而且轨道交通与铁路实现换乘，可以使旅客方便、快捷地进出青岛市，对景区的发展和保护起到积极的作用。
由于本工程线路敷设沿既有道路以地下方式通过景区，且工程位于景区内的车站出入口及风亭全部位于风景区观光大道两侧的绿化带内，具备一定隐蔽性，且建设中设计方案与景区周边景观协调。 在经过天后宫时，地铁区间隧道为两单线单洞隧道，线路地下穿越文物保护范围和建设控制地带，地铁结构下穿西南侧3栋2层建筑，隧道顶埋深约24.6米，处于中风化岩层，地表覆土层厚3米。区间均采用TBM 法施工，与地铁2号线部分区间隧道采用的施工方法一样。经过江苏路基督教堂时，线路地下穿越文物建设控制地带，总长约105米，未穿越保护范围，建筑物与地铁结构平面距离约25米，隧道顶埋深约38米，埋深较深，处于中风化岩层，地表覆土层厚1.4米。青医附院站也大部分位于该区段，车站全部采用矿山法暗挖施工，对控制点在竖向进行有效避让。区间均采用TBM法施工。在经过观象二路基督教堂时，线路穿越建设控制地带边缘，总长约60米，未穿越文物保护范围，建筑物与地铁结构平面距离约37米，隧道顶埋深约26.1～29.4米。江苏路站也位于该区段，车站全部采用矿山法暗挖施工，区间均采用TBM 法施工。
工程下穿天后宫文物保护范围和建设控制地带时，根据模拟预测计算结果显示，TBM 区间施工产生的地面最大沉降为4.06毫米，可以保证地面结构的安全。工程下穿江苏路基督教堂和观象二路基督教堂的建设控制地带时，可有效控制施工引起的地面沉降，对文物建筑结构影响较小。
工程建成运营后，列车车轮与钢轨间产生撞击振动，经轨枕、道床传至隧道顶，再传递至地面，从而可能对周围环境产生振动影响。拟采取钢弹簧浮置板道床减振措施(或同等减振效果的设备)，可将轨道交通振动影响降至最低程度。
