El muestreo de agua consiste en extraer una porción representativa de una masa de agua con el propósito de examinar diversas características. Los trabajos de laboratorio se inician precisamente en la fijación de características que deberán tener las muestras de agua que una vez recogidas serán analizadas. Las muestras se toman y examinan esencialmente para determinar parámetros físicos, químicos, biológicos y radiactivos, que requerirán unos criterios y técnicas de toma diferentes.

Muestras simples o de sondeo: Si una fuente o masa de agua de la que hay que coger muestras, se conoce que es bastante constante en su composición ya sea en el tiempo o en el espacio, podemos considerar que una simple muestra de sondeo es representativa, es el caso de algunas aguas superficiales y de algunos suministros. En cambio sí se sabe o sospecha que la fuente de agua varía a lo largo del tiempo, hay que hacer la recogida de muestras con más frecuencia en el mismo lugar (puede variar desde minutos a horas e incluso a lo largo de meses). Si lo que varía es la composición del agua a lo largo del espacio que comprende la masa de agua y no en el tiempo, habrá que ampliar la toma para abarcar los lugares más adecuados. Muestras compuestas: Son las mezclas de muestras simples recogidas en el mismo punto en distintos momentos. También se suelen denominar muestras “compuestas tiempo” para distinguirlas de las que podríamos considerar “compuesta-espacio”. Para determinar las concentraciones medias estas muestras compuestas son muy útiles. Muestras integradas: Son mezclas de muestras individuales que se recogen en distintos puntos al mismo tiempo. Muestras de este tipo son las que hay que recoger en lagos, embalses, ríos o corrientes en los cuales la composición puede variar tanto en anchura como en profundidad. Para la recogida de muestras integradas es conveniente el empleo de un equipo especial que hace la toma a distintas profundidades al ritmo y volumen deseado a lo largo de todo el perfil.

1. Toma manual. Es aquella que no utiliza equipo especial alguno para su recogida, suele resultar un método costoso para toma de muestras a gran escala.
2. Toma automática: Con este método se reducen los costes laborales, sobre todo cuando hay que realizar tomas con mucha frecuencia, utiliza equipos más complejos, se suelen utilizar generalmente en la toma de muestras integradas, ya sea en aguas potables, residuales, industriales y en las estaciones de tratamiento de agua potable o residual, son muy adecuados en el seguimiento de vertidos. Estos equipos suelen estar formados de un depósito de capacidad variable donde se va almacenando las muestras temporales de un determinado punto a través de un sistema de tubos y bombeo temporizado por un equipo programador de acuerdo con las necesidades específicas de la toma. Hay que procurar que el equipo automático no contamine la muestra, así por ejemplo algunos compuestos orgánicos pueden verse alterados por los envases de plástico.