Существующая сеть наблюдений за качеством атмосферного воздуха охватывает 54 города и состоит из 174 стационарных пунктов, где определяется более 30 вредных примесей. Наблюдение за качеством вод суши проводятся на 219 пунктах, расположенных на 112 реках, 15 водохранилищах, 7 озерах, 1 канале. Пункты отбора проб для определения химического состава атмосферных осадков размещаются в основном на метеостанциях в сельской местности, удаленных от крупных промышленных центров. Для сравнения несколько пунктов отбора проб размещено и в промышленных городах. В осадках и снежном покрове определяют их количественные показатели, основной ионный состав и общая кислотность. Характерными для осадков загрязняющими веществами являются сульфаты, нитраты, азот аммонийный.
Постоянные пункты отбора проб почвы есть только в двух промышленных городах Донбасса. Кроме того, ежегодно обследуется почву в 8-10 городах, а также почвы сельхозугодий в 10-15 районах разных областей Украины. В почвах городов и вокруг них определяют тяжелые металлы, в почвах сельхозугодий – тяжелые металлы и пестициды. Пробы почв в городах отбирают один раз в год, а в сельхозугодьях дважды: весной, перед внесением удобрений, и осенью, после сбора урожая. Наблюдение за уровнем загрязнения морей проводятся в основном экспедиционным способом в районах сброса сточных вод городов, близ впадения крупных рек, в местах отдыха населения, промышленного лова рыбы, добычи нефти и тому подобное. Периодичность отбора проб – ежедекадно или ежемесячно. Радиологический контроль объектов природной среды организовано по тем же принципам, что и наблюдения за химическим загрязнением этих объектов. Особенно тщательный радиологический контроль проводится в районах размещения атомных электростанций. Дополнительно к информационным документов составляются еще карты загрязнения почв обследованных территорий.
В случае выявления где превышение фоновых значений или предельно допустимых концентраций (ПДК) вредных веществ немедленно извещаются государственные органы, которые занимаются проблемами охраны здоровья людей, природоохранными мероприятиями и тому подобное.
В УкрНИГМИ научные работы по изучению механизмов и состояния загрязнения атмосферного воздуха сосредоточено в Отделе исследования состояния атмосферы, в состав которого входят Лаборатория мониторинга атмосферного воздуха и исследования озона, а также Лаборатория су путников исследований состояния атмосферы и озонового слоя. Развитие этих исследований связано с именами Андрея Васильевича Ткаченко, Алексея Родионовича Константинова, Леонида Иштвановича Сакала, Виктора Анатольевича Дячука и других. На современном этапе большую работу с применением дистанционных методов исследования атмосферы ведут Александр Владимирович Белявский и Алексей Анатольевич Кривобок (смотри раздел «Взгляд с неба на Землю»).