Оскільки метою моніторингу довкілля є створення інформаційної системи про стан довкілля, то основним методом дослідження є спостереження, а не експеримент.

Спостереження – такий спосіб збору інформації про об'єкт дослідження, коли не відбувається втручання до природного ходу подій.

Включає збір первинної інформації, її накопичення, систематизацію, формування баз даних.

Переваги спостережень:

1.    На систему не впливає процедура отримання інформації.

Під час збору інформації об’єкт дослідження функціонує у незмінному стані. Це гарантує те, що отримана інформація дійсно характеризує процеси, властиві об’єкту.

2.    Можна проводити дистанційно.

Часто утримування дистанції є гарантією, що об’єкт дослідження знаходиться у незмінному вигляді і процеси відображають його природний стан.

3.    Часто немає технічної можливості вплинути на систему (вона гігантська або мікроскопічна)

Більшість впливів на мікроскопічну систему (наприклад, клітину) буде викликати порушення її функціонування аж до руйнування. Гігантську систему можна досліджувати лише за допомогою спостережень (наприклад, атмосферу або Сонячну систему)

Недоліки спостережень:

1.    Обмежений вибір показників.

Для спостереження є доступними лише зовнішні прояви функціонування системи.

2.    Значний ризик неусвідомленого впливу на систему при помилках спостереження.

Цього слід уникати. Необхідно проведення контрольних спостережень.

3.    Необхідно  досліджувати надлишкову кількість показників

Мало який елементарний показник може безпосередньо характеризувати процеси функціонування системи.

Спостереження за станом довкілля поділяють на:

1.    контактні методи.

2.    дистанційні методи.

3.    автоматизовані системи.