Відбір проб фітопланктону з метою проведення моніторингу здійснюється в місцях постійних гідробіологічних спостережень і, як правило, проводиться паралельно з відбором гідрохімічних проб. Спостереження повинні охопити всі біологічні сезони.
Отримання репрезентативних даних для оцінки структурно-функціональних характеристик фітопланктону, динаміки їх змін вимагає подекадний відбір проб. Важливо, щоб відбір проводився в чітко встановлений час. Найбільш оптимальним є часовий інтервал з десятої ранку до дванадцятої години дня.
На водосховищах і озерах для врахування вертикальної динаміки водоростей і мінімізації похибки, викликаної їх міграцією в товщі води, проби, починаючи з поверхневого горизонту, необхідно відбирати через кожен метр водної товщі. Відібрані проби зливаються в один посуд (як правило, це поліетиленове відро об'ємом 10,0-12,0 дм3), з якого потім відбираються інтегровані проби об'ємом 0,5-1,0 дм3. Об'єм інтегрованої проби 0,5 чи 1,0 дм3 визначається попередньою візуальною оцінкою розвитку фітопланктону: а) при інтенсивному розвитку планктонних водоростей (особливо при «цвітінні» води) достатньо аліквоти в об'ємі 0,5 дм3;
б) при незначній вегетації водоростей, особливо в зимовий чи ранньовесняний-пізньоосінній періоди, необхідно відбирати 1,0 дм3.
Одна проба фіксується, а інша використовується для вивчення водоростей у живому стані. Проводити ці роботи вкрай необхідно, тому що при фіксуванні можливо пошкодження деяких морфологічних характеристик водоростевих клітин (джгутиків, виростів тощо), що є характерними систематичними ознаками, особливо для вольвоксових, перидінієвих, евгленових, золотистих водоростей. В разі декількоденних експедиційних виїздів для підтримання життєдіяльності водоростей зібрані проби переливають в скляні пляшки чи колбочки з білого скла та періодично (на декілька годин) виставляють на світло для підтримання фотосинтетичної активності водоростей і відповідно насичення води киснем.
В разі, коли дослідження проводяться на річках чи каналах, які характеризуються значною турбулентністю водних мас і швидкістю течії від 0,5 м/сек і вище, достатньо відбирати пробу з одного горизонту - 0,2-0,5 м.
Відбір проб для кількісного визначення фітопланктону проводився батометром. Найпоширенішим типом є батометр Руттнера. Детальний опис конструкції батометрів наводиться в монографії І.А. Кисельова (Киселев, 1969). Враховуючи, що, як правило, паралельно з відбором фітопланктону відбираються гідрохімічні, мікробіологічні, токсикологічні проби - найбільш прийнятним є об'єм батометра 3-5 дм3.
На мілководних станціях, де глибини не перевищують 2,0 м, можливий відбір лише з одного горизонту, як правило, 0,2-0,5 м.
Для більш повного якісного вивчення видового і таксономічного (кількість родів, родин, порядків, класів, відділів) різноманіття водоростей, а також аналізу рідкісних видів чи видів-індикаторів забруднення проводиться відбір проб за допомогою планктонної сітки. Найбільш використовуємою є сітка Апштейна (мала) - довжина конусу 55 см, діаметр вхідного отвору - 25 см. Матеріалом сітки є шовковий або млиновий газ. Їх нумерація відповідає кількості вічок у см2. Наприклад, найбільш щільніші з них, №68 має 4624 пор/см2 з розміром кожної з них 0,076 мм, а №77 - 5929 пор/ см2 і 0,066 мм відповідно (Киселев, 1950; 1969). Можливо два варіанти якісного відбору проб фітопланктону:
а) через планктонну сітку проціджується певний об'єм води (як правило, 50 чи 100 дм3). Об'єм проб визначається інтенсивністю розвитку фітопланктону. Чим менш інтенсивно розвиваються водорості, тим об'єм більший і навпаки;
б) відбір проби виконують простим відловом. При цьому для розрахунку процідженого об'єму води враховують або час відлову, або глибину, на яку опускалась сітка.
Проби фітопланктону відбирають і зберігають в скляних пляшках чи поліетиленових флягах, відповідно відкаліброваних на 0,5 і 1,0 дм3, щільно закритих кришками. Пляшки (фляги) повинні ще в лабораторії бути добре вимиті з використанням миючих засобів (для поліетиленових фляг) чи хромованої суміші - для скляних пляшок. Перед наповненням чистий посуд необхідно 2-3 рази промити (100-200 мл) відібраною пробою.
Всі пляшки (фляги) повинні мати етикетки. Можливо декілька варіантів:
а) на весь посуд масляною чи емалевою фарбою наноситься цифрова нумерація;
б) на посуд наклеюють медичний пластир, на якому олівцем або кульковою ручкою робиться відповідний запис.
На створі заповнюється етикетка на флязі з пробою. Окремо в щоденник обов'язкових відомостей записуються всі необхідні дані по відбору проби (найменування водойми, пункту, створу, дата відбору, число, місяць, рік, час відбору проби, прозорість, об'єм проби, температура води і повітря, кількість кисню, гідрометеорологічні дані - стан погоди та час відбору проби, наявність чи відсутність на поверхні води ознак «цвітіння», викликаного масовим розвитком водоростей, плівок нафтопродуктів, різних видів сміття тощо.
Після закінчення роботи на водоймі всі записи картки обов'язкових відомостей... переносяться до прошнурованого і пронумерованого лабораторного журналу, який зберігається в лабораторії і фактично є офіційним документом, що засвідчує проведення польових досліджень.