Моніторинг - це система спостереження, оцінки і прогнозу стану навколишнього середовища, яка здійснюється в різних масштабах, у тому числі і в глобальному. Система контролю за навколишнім середовищем включає основні види діяльності: систематичні спостереження за станом навколишнього середовища, визначення ступеня антропогенного впливу на нього, з'ясування факторів і джерел такого впливу.

Проведення моніторингу передбачене в ст. 22 Закону "Про охорону навколишнього середовища", у Положенні про державну систему моніторингу навколишнього середовища, затвердженому Постановою Кабінету Міністрів України від 30 березня 1998 р.

На відміну від змін у стані біосфери, викликаних природними причинами, її зміни під впливом антропогенних факторів можуть відбуватися дуже швидко. Так, зміни, що відбулися з цієї причини в деяких елементах біосфери за останні кілька десятків років, можна порівняти з деякими природними змінами, що відбувалися за тисячі і навіть мільйони років.

Зміни стану навколишнього середовища, короткочасні і тривалі, здебільшого фіксуються існуючими геофізичними службами (гідрометеорологічною, сейсмічною, іоносферною, геліофізичною, гравіметричною, магнітометричною, службою цунамі тощо). У більш вузькому понятті моніторингом називають систему повторних спостережень одного або декількох елементів навколишнього природного середовища в просторі і часі з певною метою за раніше визначеною програмою.

Необхідною умовою для раціонального управління навколишнім середовищем є заснований на повторних спостереженнях попередній і достовірний прогноз, тобто передбачення і запобігання можливим змінам у біосфері.

Таким чином, моніторинг повинен вирішувати такі завдання:

- спостереження за станом біосфери, визначення змін, обумовлених діяльністю людини, і узагальнення результатів спостережень за геофізичними і фізико-географічними параметрами стану середовища; отримання геохімічних даних, що характеризують кругообіг речовин і енергії в природі, спостереження за реакцією біоти та ін.;

- прогноз і визначення тенденцій у зміні біосфери, щоб за рекомендаціями, що на них ґрунтуються, можна було узгоджувати плани діяльності людського суспільства;

- оцінка змін і тенденцій змін біосфери шляхом порівняння з деякими критеріями (ГДК), які вказують на межу екологічного навантаження на середовище.

Сучасний моніторинг навколишнього середовища для виконання контрольних функцій повинен спиратися на систему науково обґрунтованих нормативів, що мають певне екологічне значення. Для виконання прогнозних функцій - на систему оптимальних екосистемних моделей, розроблених на основі певних наукових концепцій і господарських вимог.

Загальний предмет моніторингу - багатокомпонентна сукупність природних явищ, яка зазнає різноманітних природних динамічних змін і відчуває вплив з боку людини. Всебічне спостереження за станом цієї сукупності явищ є досить складним питанням, вирішити яке можна лише шляхом виділення з усього моніторингу окремих блоків.

Основне завдання біологічного моніторингу полягає у визначенні стану біотичної складової біосфери та її реакції на антропогенний вплив. Біологічний моніторинг передбачає також моніторинг живих організмів - популяцій. Особливу роль тут відіграють види-біоіндикатори, які мають найбільшу чутливість до різних впливів із боку людини.

Його провідною ланкою є спостереження за станом навколишнього середовища з точки зору його впливу на стан здоров'я людини - медико-біологічний моніторинг. Особливе місце тут належить генетичному моніторингу - спостереження за можливими спадковими змінами.

Для спостереження за станом здоров'я населення повинна використовуватися система показників, які відбивають основні типи екологічних реакцій людини на навколишнє середовище: інфекційних, алергенних, мутагенних, психогенних та ін.

Найбільш відпрацьованими для використання в цій системі є нормативи гранично допустимої концентрації (ГДК) забруднюючих речовин в атмосферному повітрі, водному середовищі, ґрунтах і живих організмах.

В усіх країнах уже давно діють різні контрольно-спостережні служби (санітарно-гігієнічна, епідеміологічна, контроль за забрудненням середовища та ін.), які тією чи іншою мірою виконують завдання екологічного моніторингу. Сучасне завдання полягає не тільки в їх збереженні і розвитку, але й у підвищенні їх наукового і технологічного рівня, ступеня репрезентивності та інформативності.

Зміст геоекологічного моніторингу полягає в спостереженнях за змінами головних геосистем, з яких складається навколишнє середовище. Геосистемний моніторинг є необхідним доповненням до біологічного.

До складу найважливіших контрольних індикаторів геоекологічного моніторингу повинні входити показники природної здатності навколишнього середовища до самоочищення від забруднюючих речовин, що дозволить прогнозувати гранично допустиме навантаження (ГДН) геосистем різними побутовими і промисловими викидами з урахуванням показників природної стійкості екосистем. Ці показники слід визначати на основі вивчення трофічних зв'язків і інтенсивності біологічного кругообігу речовин у певних типах екосистем. До геоекологічного моніторингу мають бути включені також певні індикатори біологічної продуктивності, що дасть змогу визначити рівні ефективного і раціонального використання ряду природних ресурсів.

Важливе значення має контроль за глобальним ефектом антропогенного впливу на клімат - кліматичний моніторинг.

Екологічний моніторинг є найбільш універсальним, він охоплює питання і біологічного, і геоекологічного моніторингу в їх тісному взаємозв'язку. Це особливо важливо, коли спостереження здійснюється на рівні екологічних систем.

Важливими з точки зору практичних дій при організації моніторингу в будь-яких масштабах є моніторинг забруднюючих речовин (інгредієнтний моніторинг), моніторинг різних середовищ (верхніх і нижніх шарів атмосфери, гідросфери, літосфери - у першу чергу ґрунтів), моніторинг джерел впливу та ін.

Завданням біосферного моніторингу є спостереження, контроль і прогноз можливих змін уже не в регіональному (екосистемному), а в глобальному масштабі, тобто щодо біосфери в цілому - як середовища існування життя на Землі.

Сюди відносяться спостереження за станом озонового екрана, за умовами проходження радіаційної енергії через атмосферу, запиленістю атмосфери і зміною її газового складу, за виділенням антропогенного тепла і балансом вуглекислого газу в атмосфері. До складу основних параметрів сучасного моніторингу повинні входити вимірювання глобальної біологічної продуктивності ґрунтів, суші і вод Світового океану.

Біосферний моніторинг спирається на мережу геоекологічних зональних і регіональних пунктів контролю за навколишнім середовищем, які розташовані та інтенсивно розвиваються в усьому світі. У США функціонують 5 290 станцій місцевого контролю і 490 загальнонаціональних станцій моніторингу, в Японії - 1532 наземні станції, у Франції на 120 станціях працює 2000 приладів.

Зміни в стані біосфери, що відбуваються на великих територіях (навіть незначного рівня), досить точно визначаються за фізичними, хімічними і біологічними (біоіндикаційними) показниками. Особливе місце тут належить дистанційним методам супутникового моніторингу.