利用遥感技术对环境进行监测，遥感技术具有其他技术手段无法媲美的优势，可以获取生态环境变化的基本地面面资料，能够提供诸如沙漠化进程、土地盐渍化和水土流失、生态环境恶化(如酸雨对植被的污染)、工业废水和生活污水对水体的污染、石油对海洋的污染等基本状况和发展程度的数据和资料。
1、大气环境
大气环境的遥感调查主要指通过遥感手段调查大气污染源的分布、污染源周围的扩散条件、污染物的扩散影响范围等，并辅以少量地面同步监测数据，可以定量分析污染物浓度的梯度变化值。
2、污染源监测
随着影像技术越来越清晰，可用于监测固定源污染源信息，如在卫星影像上能清楚地看到炭黑厂的黑烟尘;利用具有热红外波段、覆盖范围广的气象卫星数据可以监测全国的秸秆焚烧点。
3、污染物定量监测
卫星传感器技术不断发展，科学家已经开始追踪由森林大火、工业排放和城市排放产生的大气污染情况。
4、痕量气体成分监测
痕量气体包括臭氧(O3)、一氧化碳(CO)、二氧化硫(SO2)、甲烷(CH4)等，对全球大气环境及生态引起重大的影响，例如光化学烟雾、酸雨、温室效应、臭氧层破坏等无不与痕量气体有关。遥感可以快速获取大范围内痕量气体的定量信息。
5、气溶胶监测
气溶胶是指悬浮在大气中的各种液态或固态微粒,通常所指的烟、雾、尘等都属于气溶胶。气溶胶不仅影响全球变化,而且也是影响区域大气环境质量的主要因素。已经证明，遥感是一种监测从局地到全球气溶胶分布的强有力的手段。
6、灾害性大气监测
灾害性大气污染主要是沙尘暴，卫星图像拥有红外通道，可以确定沙尘暴的位置,同时它所具有的高时间分辨率(如1小时重返),更有利于大尺度监测沙尘暴的运动轨迹。目前沙尘暴研究和监测的主要是利用遥感手段。此外，还可以监测大雾、霾等大气。