O objetivo central da amostragem é minimizar a incerteza do método analítico, sendo a incerteza da amostragem considerada irrelevante em monitoramentos ambientais que utilizam técnicas instrumentais modernas.

A amostragem adequada busca obter uma amostra representativa do ambiente, na qual todos os pontos da área de estudo (ou trechos do corpo hídrico) tenham a mesma probabilidade de serem incluídos, permitindo extrapolar os resultados para toda a área ou todo o corpo hídrico.

O principal objetivo da amostragem é selecionar apenas as porções visualmente mais homogêneas do solo ou da água, mesmo que isso reduza a probabilidade de inclusão de todas as regiões da área ou corpo hídrico estudado.

Em áreas com solos ou águas superficialmente heterogêneos, a amostragem é dispensável, pois a própria heterogeneidade garante que qualquer ponto escolhido fornecerá resultados representativos de toda a área ou corpo hídrico.

O processo de amostragem tem por objetivo obter a menor massa ou volume possível de solo ou água, desde que seja suficiente para o método analítico, independentemente da variabilidade espacial da área ou do curso d’água.