取得具有代表性的水样是水质监测的关键环节。尽管分析方法标准化，操作程序规范化，但分析结果的准确性首先依赖于样品的采集和保存。因此，采样前需现场调查，收集资料以确定采样断面和采样点的设置，确定采样频率、采样方法及样品保存等因素。
基础资料的收集
在制订监测方案之前，近可能完备的收集欲监测水体及所在区域的有关资料，主要有四个方面.
监测断面的设置
在对调查研究结果和有关资料进行综合分析的基础上，根据监测目的和监测项目，并考虑人力、物力等因素确定监测断面和采样点。
监测断面的设置原则的确定，主要考虑水质变化较为明显或特定功能水域或有较大的参考意义的水体，具体来讲可概述为六个方面。
采样点的设置
一、河流监测断面的设置
对于江、河水系或某一河段，要求设置对照断面、控制断面和削减断面，我们来通过一个例子来理解这几个概念。
对照断面：为了解流入监测河段前的水体水质状况而设置。这种断面应设在河流进入城市或工业区以前的地方，避开各种废水、污水流入或回流处。一个河段——般只设一个对照断面。有主要支流时可酌情增加。
控制断面：为评价、监测河段两岸污染源对水体水质影响而设置。其数目应根据城市的工业布局和排污口分布情况而定。断面的位置与废水排放口的距离应根据主要污染物的迁移、转化规律，河水流量和河道水力学特征确定。
削减断面：是指河流受纳废水和污水后，经稀释扩散和自净作用，使污染物浓度显著下降，其左、中、右三点浓度差异较小的断面。通常设在城市或工业区最后一个排污口下游1500m的河段上。
采样点位的确定
在监测断面确定下来之后，新问题有出现了：对于一个宽达数十米乃至数百米、上千米，深达几米乃至几十米上百米河流，我们应该在哪个垂线处哪个深度取样呢？
通常来讲，可以参照下述方法。事实上，我们很多时候应根据待测河流的具体情况来具体分析的，只要把握好“样品的代表性”这一总原则。
河流采样断面上采样点的设置，应根据河流的宽度和深度而定。一般水面宽50米以下，只设 一条中泓垂线；水面宽50-100米，设左、右两条垂线；水面宽在100-1000米时，应设左、中、右三条垂线，水面宽大于1500米时至少应设五条等距离的垂线。
一般采样点都设在水面下0.2—0.5米处。
对于较大较深的水体，由于水质情况与水的深度有关，如水的温度、溶解氧、藻类、微生物分布等等都随水深而变化。因此，采样点的布设除考虑平面位置外，还有必要在垂线上布点。通常可根据需要，在平面采样点的垂线上分别采集表层水样(水面下约0.5-1米)，深层水样(距底质以上约0.5-1 米)以及中层水样(表层和深层采样点之间的中心位置处)。此外，按照一般经验，尽量要避免在水和河床的交界外，如紧靠河岸、河底、渠壁25厘米以内的位置上采集水样，因为这里的水样往往没有水的本体的代表性。
采样时间和采样频率
为使采集的水样具有代表性，能够反映水质在时间和空间上的变化规律，必须确定合理的采样时间和采样频率，一般原则是：
(1)对于较大水系干流和中、小河流全年采样不少于6次；采样时间为丰水期、枯水期和平水期，每期采样两次。流经城市工业区、污染较重的河流、游览水域、饮用水源地全年采样不少于12次；采样时间为每月一次或视具体情况选定。底泥每年在枯水期采样一次。
(2)潮汐河流全年在丰、枯、平水期采样，每期采样两天，分别在大潮期和小潮期进行，每次应采集当天涨、退潮水样分别测定。
(3)排污渠每年采样不少于三次。
(4)设有专门监测站的湖、库，每月采样1次，全年不少于12次。其他湖泊、水库全年采样两次，枯、丰水期各1次。有废水排入、污染较重的湖、库，应酌情增加采样次数。
5)背景断面每年采样1次。
地下水质监测方案的制订
相对地面水而言，其流动性和水质参数的变化比较缓慢。地下水质监测方案的制订过程与地面水基本相同。
调查研究和收集资料
(1)收集、汇总监测区域的水文、地质、气象等方面的有关资料和以往的监测资料。例如，地质图、剖面图、测绘图、水井的成套参数、含水层、地下水补给、径流和流向，以及温度、湿度、降水量等。
(2)调查监测区域内城市发展、工业分布、资源开发和土地利用情况，尤其是地下工程规模应用等；了解化肥和农药的施用面积和施用量；查清污水灌溉、排污、纳污和地面水污染现状。
(3)测量或查知水位、水深，以确定采水器和泵的类型，所需费用和采样程序。
(4)在完成以上调查的基础上，确定主要污染源和污染物，并根据地区特点与地下水的主要类型把地下水分成若干个水文地质单元。
采样点的设置
由于地质结构复杂，使地下水采样点的设置也变得复杂。自监测井采集的水样只代表含水层平行和垂直的一小部分，所以，必须合理地选择采样点。目前，地下水监测以浅层地下水(又称潜水)为主，应尽可能利用各水文地质单元中原有的水井(包括机井)。还可对深层地下水(也称承压水)的各层水质进行监测。孔隙水以第四纪为主；基岩裂隙水以监测泉水为主。