是进行水质污染预报，防止地下水水质污染的基础。包括取样、测定、记录（或发生讯号）等程序化过程。地下水水质污染监测分为人工采样分析和自动监测分析。人工采样分析主要通过人工使用贝勒管、采样泵等从地下水监测井处采集地下水样品（见地下水污染监测技术），通过现场检测或样品保存后送实验室检测获得地下水样品水质污染情况。中国地下水水质污染监测大多采用人工采样分析方法。自动监测分析是通过建立地下水污染连续自动监测系统，通过仪器自动监测传输数据，对地下水水质污染进行一定频次的监测。发达国家大多采用自动检测分析方法进行地下水水质污染监测。

中国颁布的地下水水质污染监测相关技术规范主要有：《地下水环境监测技术规范》（HJ/T 164—2004）、《生活垃圾填埋场环境监测技术要求》（GB/T 18772—2008）、《水质采样技术指导》（GB 12998—91）、《生活饮用水标准检验方法》（GB/T 5750—2023）、《地下水质量标准》（GB/T 14848—93）、《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB 16889—2008）等，用以规范地下水水质污染监测取样、样品保存、实验室分析等过程。