La labor del OIEA en esta esfera abarca diversas disciplinas e incluye toda una gama de técnicas nucleares.
El principal instrumento portátil empleado para detectar la presencia de radiación en el medio ambiente es el detector de radiación gamma. Aunque este tipo de radiación forma parte de la radiación normal de fondo presente en el medio ambiente, en algunos lugares los niveles de radiación gamma son mayores, ya sea por motivos naturales o debido a actividades humanas. Esas actividades pueden afectar a la radiación ambiental normal a través de la concentración de materiales naturales o como resultado de un accidente durante el cual se ha emitido radiación de una instalación nuclear.
En cualquiera de estos casos, instrumentos como los detectores Geiger Müller, los detectores de centelleo o los detectores semiconductores, equipados con sensores de navegación global, pueden cartografiar y monitorizar la radiación ambiental. Medir y cuantificar los rayos gamma presentes en el entorno no solo proporciona información sobre la cantidad de materiales radiactivos presentes; también ofrece datos acerca del origen y la fuente física de los isótopos radiactivos y permite determinar si la radiación se desplaza y, en ese caso, cómo lo hace.
El OIEA gestiona la red ENVIRONET, por conducto de la cual presta apoyo a sus Estados Miembros en la caracterización in situ de zonas que han sufrido un impacto radiológico. Asimismo, brinda asistencia a los Estados Miembros a través de su programa de cooperación técnica. El Organismo, junto con expertos internacionales, ha procedido al reconocimento y caracterización de diversos emplazamientos de África, América Latina, Europa y Asia mediante el uso de tecnologías de instrumentación portátiles.