Геоэкологическое опробование и оценка загрязнения подземных вод, почв, грунтов и атмосферного воздуха дают достоверную информацию о состоянии окружающей среды (почвы, поверхностных и подземных вод, атмосферного воздуха) степени её загрязнения. Выявляют состав и особенности загрязняющих веществ, а также источник загрязнения. Поверхностные и подземные воды опробуют для того, чтобы оценить их качество и пригодность для технических или хозяйственно-бытовых нужд. При анализе воды в лаборатории определяется наличие патогенных микроорганизмов, содержание различных химических веществ и соединений, физические свойства и других характеристик. Отбор проб почв проводят с поверхности, а также в скважинах с разных глубин. Определяют содержание в почве нефтепродуктов, тяжелых металлов, органических веществ и др. При превышении допустимых значений проводят дезинфекцию почвы или ее рекультивацию.

В воздухе населенных пунктов и городов проводится исследование химических элементов, соединений и взвешенных частиц (пыли). Воздушные потоки разносят загрязнители, выбрасываемые в атмосферу промышленными предприятиями, а также и автомагистралями на значительные расстояния. Существует комплекс специальных методов для отбора проб атмосферного воздуха и их анализа. По результатам опробования строятся геохимические карты или схемы. На них показано распределение элементов или соединений на площади исследования, степень загрязнения территории. Кроме этого могут быть составлены эколого-динамические карты. На таких картах исследуемая территория разделяется на участки по степени качества среды для проживания человека.