Le PAM a été créé en 1975 en tant qu'accord multilatéral sur l'environnement dans le cadre du Programme des mers régionales du Programme des Nations Unies pour l'environnement (PNUE). Les pays méditerranéens et la Communauté européenne ont approuvé le PAM comme cadre institutionnel de coopération pour relever les défis communs de la dégradation de l'environnement marin.
Sous les auspices du PNUE/PAM, une convention-cadre consacrée à la protection de la mer Méditerranée contre la pollution a été adoptée en 1976 puis révisée deux décennies plus tard pour intégrer les concepts clés adoptés lors de la conférence historique de Rio en 1992 et inclure le littoral dans son champ d'application. La Convention pour la protection du milieu marin et du littoral de la Méditerranée (Convention de Barcelone) a ainsi été adoptée en 1995.
Le PNUE/PAM et les Parties contractantes à la Convention de Barcelone - 21 pays méditerranéens et l'Union européenne - ont progressivement mis en place un cadre institutionnel, juridique et de mise en œuvre unique et complet intégrant les éléments essentiels de la durabilité en Méditerranée.