A presente pesquisa buscou investigar as representações sociais de professores do Ensino Médio sobre educação ambiental e educar para a sustentabilidade e suas relações com sua formação acadêmica no estado de Rondônia. Participaram da pesquisa 30 docentes do Ensino Médio de Porto Velho (RO) representativos de 23 escolas públicas da cidade, das zonas rural, urbana e distritos do município. A partir de uma abordagem qualitativa e empírica, os participantes foram inquiridos por meio de questionários online, entrevistas e da Técnica de Associação Livre de Palavras. Os dados produzidos foram analisados com auxílio do software IRAMUTEQ para as análises lexicais e do Método de Análise de Conteúdo para sua interpretação. As representações sociais de educação ambiental dos docentes sugerem íntima relação entre educação ambiental e a sustentabilidade do meio ambiente e da sociedade, revelada pelos elementos constituintes do núcleo central da representação social de educação ambiental, considerada um momento favorável à construção de uma consciência ambiental política por meio de práticas ambientais sustentáveis. No centro da estrutura dessa representação social, a sustentabilidade encontra-se associada à qualidade de vida e aos deveres de cada cidadão e convive com elementos periféricos ancorados em uma concepção conservacionista de educação ambiental. Educar para a sustentabilidade em suas representações inclui o tratamento crítico com os estudantes sobre a relação entre humanidade e meio ambiente, embora a partir de uma interpretação antropocêntrica da sustentabilidade. Ainda como evidência da objetivação de suas representações sociais, os seus elementos periféricos se refletem na prática em educação ambiental por meio do reducionismo em atividades tópicas e isoladas com foco na conservação e preservação mais do que na sustentabilidade. A formação insuficiente dos professores para atuação em educação ambiental, cuja ênfase tem sido seus aspectos biológicos e ambientais, os distanciam de seus elementos sociais e políticos. Consideramos como alternativa à modalidade atual de formação dos docentes, uma qualificação realizada por meio de projetos ou programas de extensão universitária a fim de romper com a dicotomia entre teoria e prática em educação ambiental, estimular grupos de estudos para compartilhar experiências, metodologias e conhecimento tomando como ponto de partida a desestabilização de suas representações sociais de senso comum. Concluímos que uma formação é uma atuação em educação ambiental para a sustentabilidade com consistência e coerência entre teoria e prática, fato que implica mudanças profundas neste processo, de forma a engajar conjuntamente universidades e escolas.