Russernes flåde er ifølge Nato ved at opbygge en betydelig tilstedeværelse i Middelhavet ud for Syrien.
Ruslands ambassadør i USA siger ifølge Reuters, at han har advaret amerikanerne mod "ubegrundet og illegal aggression mod Syrien".
Advarslen kommer, efter at Rusland har udtrykt bekymring over amerikanske signaler om, at USA forbereder nye angreb i Syrien.
Den russiske ambassadør, Anatolij Antonov, har offentliggjort sine advarsler til amerikanerne på ambassadens Facebookside. Det sker, efter at han har haft møder med amerikanske embedsmænd, deriblandt James Jeffrey, som er USA's særlige repræsentant for Syrien.
Der er på flere områder tegn på tiltagende spændinger omkring udviklingen i Syrien. Blandt andet er russernes flåde ifølge Nato ved at opbygge en betydelig tilstedeværelse i Middelhavet ud for Syrien.
Russerne har leveret omfattende militær støtte til regimet i Syrien under præsident Bashar al-Assad, som Vesten har arbejdet for at få fjernet.
De syriske regeringsstyrker ventes om kort tid at indlede en offensiv i den nordlige idlib-provins, som er den sidste oprørsenklave i landet.
Natos talskvinde, Oana Lungescu, sagde onsdag, at adskillige af de russiske krigsskibe i området er udstyret med krydsermissiler. Russiske medier opgiver, at der er omkring 15 russiske flådefartøjer ved Syren.
Rapporter i russiske medier antyder, at oprørere planlægger et angreb med kemiske våben, som har til formål at udløse et vestligt angreb på syriske styrker.
Avisen Moskovskij Komsomolets skriver, at de russiske krigsskibe er sendt til Syrien på den baggrund.
Ruslands udenrigsminister, Sergej Lavrov, sagde onsdag, at han håber, at "vore vestlige partnere ikke vil give efter for oprørernes provokationer og ikke vil obstruere en antiterroroperation".
En repræsentant for FN's humanitære koordinationskontor (OCHA) i Damaskus siger, at et angreb i Idlib vil være katastrofalt.
- Vi frygter, hvis der kommer en optrapning af fjendtlighederne i området, at op mod 800.000 mennesker kan blive fordrevet, siger Ocha-repræsentant Linda Tom.
Ochas direktør, John Ging, opfordrede tirsdag medlemmerne af FN's Sikkerhedsråd til at "gøre alt, hvad de kan, så vi undgår dette".