Este artículo presenta los elementos correspondientes a la fase de fundamentación y diseño metodológico del proyecto de tesis doctoral que se desarrolla en el marco del programa oficial de postgrado “Investigación en la Enseñanza y el Aprendizaje de las Ciencias Experimentales, Sociales y Matemáticas”, desde el curso 2007-2008 y que se encuentra adscrito al Departamento de Didáctica de las Ciencias y Filosofía de la Universidad de Huelva. Bajo la línea de Desarrollo Profesional, en este trabajo se caracterizan los elementos del conocimiento profesional del profesor de ciencias naturales en el campo de la educación ambiental y los factores que inciden para promover u obstaculizar el desarrollo profesional de los maestros.