Prof Jacquie McGlade sa att Storbritannien bytte bort från ren energi när resten av världen rusade mot det.
Hon sade att nedskärningarna av subventionerna för förnybara energikällor, tillsammans med skattelättnader för olja och gas, sände en oroande signal till FN:s kommande klimattoppmöte i Paris.
Den brittiska regeringen säger att den kommer att uppfylla sina mål om koldioxidutsläpp på det mest kostnadseffektiva sättet.
En talesman sade att det var "absolut engagerat i att få ett globalt avtal i Paris".
Prof McGlade sade att Storbritannien verkade ha övergett sitt ledarskap när det gäller klimatförändringar, medan 150 andra nationer gjorde aldrig tidigare skådade löften om att övergå till ren energi.
Hon berättade för BBC News: "Det jag ser över hela världen är ett stort steg mot investeringar i förnybar energi. För att uppväga att du ser tillbakadragandet av subventioner och skattelättnader för fossila bränslen.
"Vad som är en besvikelse är när vi ser länder som Storbritannien som verkligen har gått i täten när det gäller att få upp sin förnybara energi och gå - vi ser att subventioner dras tillbaka och den fossila bränsleindustrin förbättras."
Prof McGlade sade att detta var fel budskap till andra nationer inför klimattoppmötet i Paris nästa månad - och till dess förberedande möte i Bonn denna vecka.
"Det är en mycket allvarlig signal - en mycket pervers signal som vi inte vill skapa."
Det är ovanligt att en högre FN-tjänsteman kritiserar politiken i en ledande medlemsstat på ett så rättframt sätt.
Den brittiska regeringen har lovat att återställa sin energipolitik inom kort, för att förklara hur den kommer att uppfylla koldioxidmålen och samtidigt erbjuda färre subventioner till förnybara energikällor, efter en Â £ 1,5 miljarder överskjutande på den nominella budgeten för ren energi.
Ministrarna säger att de måste tvinga ner energiräkningarna. De vill att nya sol- och vindkraftsprojekt ska byggas utan bidrag, även om industrin säger att det är omöjligt för närvarande.
Sedan tillkännagivandena om nedskärningar av subventionerna under sommaren har tre solföretag kollapsat, mer än 1000 arbetstillfällen har gått förlorade inom ren energiindustrin och energiinvesterare har börjat dra sig tillbaka från Storbritannien.
En potentiell internationell investerare, Paddy Padmanathan, VD för Saudi-baserade ACWA Power, sade till BBC: "Det har hanterats mycket dåligt eftersom igår hade vi subventioner - idag, jag är ledsen, ingenting.
"Det är i grund och botten vad som har hänt i Storbritannien. Ni [bör] fasa ut subventionerna - arbeta med industrin på ett mycket mer välavvägt sätt."
Han sade att investerare skulle vända sig bort från att investera i brittisk infrastruktur som ett resultat.
"De kommer att dra sig tillbaka, de drar sig tillbaka", sade han.
"Alla springer runt i världen och letar efter andra ställen. Tack så mycket, jag har lärt mig erfarenhet nu, Storbritannien är inte det bästa vadet, låt mig gå någon annanstans. Även de brittiska företagen ser aggressivt ut på andra håll."
En Department of Energy and Climate Change talesperson sade: "Vi är absolut engagerade i att få en global affär i Paris, som kommer att skapa lika villkor för företag, driva innovation och växa den låga koldioxidekonomin."
Talaren sade subventioner hade drivit ner kostnaden för förnybar energi, leder fler människor än förväntat att installera teknik som solpaneler.
"Att säkerställa subventioner används där de behövs mest, så att de kan konkurrera med andra tekniker ger det bästa värdet för pengar för hårt arbetande räkning betalare," talesman tillade.
Nedskärningar till stöd för förnybar energi i Storbritannien har kritiserats av FN:s främsta miljöforskare.