Mục tiêu nhằm xây dựng hệ thống quan trắc môi trường quốc gia đồng bộ, tiên tiến hiện đại, giám sát được các khu vực trọng yếu có tính chất liên vùng, liên tỉnh, xuyên biên giới, khu vực tập trung nhiều nguồn thải và thực hiện quan trắc đa dạng sinh học tại các khu bảo tồn thiên nhiên, hành lang đa dạng sinh học, khu vực đa dạng sinh học cao; tăng cường tính liên kết với các hệ thống quan trắc môi trường cấp tỉnh; bảo đảm theo dõi diễn biến chất lượng môi trường; đáp ứng yêu cầu về cung cấp, công bố, công khai thông tin, dữ liệu quan trắc môi trường và nâng cao năng lực cho công tác cảnh báo, dự báo môi trường.
Trong đó, mục tiêu cụ thể giai đoạn 2021 - 2030 đối với mạng lưới quan trắc chất lượng không khí là duy trì 19 trạm quan trắc chất lượng không khí tự động, liên tục đã được vận hành; hoàn thành đầu tư, lắp đặt 18 trạm quan trắc chất lượng không khí tự động, liên tục đang được triển khai tại các vị trí quan trắc được kế thừa từ quy hoạch trước. Tiếp tục đầu tư, bổ sung mới để hoàn thiện 31 trạm quan trắc môi trường không khí tự động liên tục trên cả nước, trong đó bao gồm 6 trạm quan trắc tự động, liên tục chất lượng không khí nền tại 6 vùng kinh tế - xã hội.
Thiết lập, hoàn thiện mạng lưới các điểm quan trắc chất lượng môi trường không khí định kỳ trên cả nước, trong đó tập trung vào các vùng phát triển kinh tế - xã hội quan trọng, các khu vực tập trung nhiều nguồn thải, đảm bảo việc đánh giá tác động tới môi trường không khí tại các khu vực phát triển công nghiệp và đông dân cư. Bước đầu thiết lập mạng lưới quan trắc thủy ngân tự động trong không khí.
Quy hoạch cũng đề ra mục tiêu đối với mạng lưới quan trắc chất lượng nước mặt, nước cửa sông và nước biển, đất, nước dưới đất, mưa axít, đa dạng sinh học.
Cũng theo quy hoạch, đến năm 2050 tăng cường đầu tư, mở rộng các trạm quan trắc chất lượng không khí và chất lượng nước tự động, liên tục, áp dụng các công nghệ quan trắc mới hướng tới thay thế dần các điểm quan trắc chất lượng không khí, nước mặt định kỳ bằng các trạm quan trắc chất lượng không khí, chất lượng nước tự động, liên tục.
Chính phủ yêu cầu tăng cường công tác xã hội hóa đối với việc triển khai thực hiện quy hoạch, xây dựng cơ chế ưu tiên, khuyến khích các tổ chức, cá nhân đầu tư các trạm quan trắc chất lượng môi trường tự động, liên tục và tham gia các chương trình quan trắc môi trường định kỳ.