Одним із основних завдань ЦГО є моніторинг забруднення довкілля.
Ним займається відділ спостережень за станом хімічного забруднення, який було створено 1 травня 1973 року.
До відділу спостережень за станом хімічного забруднення природного середовища Центральної геофізичної обсерваторії входять 5 лабораторій:
- лабораторія спостережень за забрудненням атмосферного повітря;
- лабораторія спостережень за забрудненням поверхневих вод;
- лабораторія спостережень за забрудненням ґрунтів та моніторингу важких металів;
- лабораторія гідробіології;
- лабораторія фізико – хімічних методів аналізу.
Органами метрології та стандартизації ДП «Укрметртестстандарту» проведено оцінювання стану вимірювань та визнання вимірювальних можливостей лабораторій спостережень за станом забруднення навколишнього природного середовища у 2021 році та атестовано всі 5 лабораторій на право проведення вимірювань показників об’єктів довкілля, згідно з галуззю атестації.
Здійснює спостереження за станом хімічного забруднення природного середовища та гідробіологічні спостереження на мережі, закріпленій за ЦГО, та мережі гідрометслужби, а також виконує оперативні завдання з уточнення стану забруднення довкілля.
У відділі виконується відбір, обробка та хімічний аналіз проб довкілля, здійснюється критичний контроль супровідних документів та узагальнення даних спостережень за станом довкілля.
Відділ забезпечує методичне керівництво і оцінку якості всіх видів робіт з моніторингу довкілля, які виконують підрозділи гідрометслужби.