Материалы для отбора проб подразделяются на три основных типа: твердые, жидкие и газообразные.

Твердые пробы включают в себя различные вещества, такие как отложения из водоемов, почвы, металлы и биологические ткани. Два стандартных метода извлечения отложений из водоемов — это отбор проб с помощью захвата и поршневой керн. Захватный метод (отбор проб с помощью захвата) подразумевает использование устройства для сбора дискретной пробы отложений со дна водоема с минимальным нарушением среды. Однако захватный метод не всегда представляет всю область из-за пространственной изменчивости (изменений в разных местах). Отбор проб с помощью поршневого керна — это метод, используемый для извлечения непрерывного столба отложений, который позволяет анализировать изменения с течением времени в слоях отложений.

Для поверхностных водоемов, таких как озера или реки образец для отбора проб можно собрать с помощью чистой бутылки. Бутылка должна быть погружена на нужную глубину, чтобы минимизировать загрязнение. Для отбора проб крови обычно используется шприц, вставленный в вену, которым берут определенный объема крови. Затем образец переносится в соответствующие контейнеры для дальнейшего анализа. Отбор проб мочи подразумевает использование чистой емкости для сбора определенного объема мочи. Затем образец мочи переносится в подходящие контейнеры для анализа. Промышленные стоки часто представляют собой гетерогенные жидкости, содержащие различные химикаты и загрязняющие вещества. Для отбора проб таких стоков обычно требуется автоматический пробоотборник — устройство, предназначенное для сбора образцов с регулярными интервалами времени. Это устройство запрограммировано на сбор репрезентативных образцов через заданные интервалы времени, всесторонне анализируя состав стоков.

Для отбора проб газа обычно используются твердые сорбенты, такие как активированный уголь, для селективной адсорбции целевых соединений из газового потока. Соединения, адсорбированные на активированном угле, могут быть извлечены с помощью различных методов десорбции, таких как нагревание и экстракция растворителем. В зависимости от конкретного соединения и необходимой информации извлеченные соединения затем могут быть проанализированы с помощью методов характеризации, таких как спектроскопия или хроматография.