Początkowo stężenie chlorofili różnych typów w wodzie pobranej ze środowiska było badane głównie metodą spektofotometryczną, później fluorymetryczną. Z czasem rozpoczęto pomiary satelitarne przyżyciowej fluorescencji fitoplanktonu. W monitoringu jakości wód powierzchniowych nadal podstawową metodą jest spektrofotometria chlorofilu wyekstrahowanego z wody przy użyciu etanolu lub acetonu. Inne stosowane rozpuszczalniki to metanol lub eter. Do oczyszczania stosowana jest chromatografia cieczowa, bibułowa lub cienkowarstwowa.
Rozwój fitoplanktonu jest wskaźnikiem eutrofizacji, w związku z czym stężenie chlorofilu a jest jedną z jej miar. Według różnych badaczy o eutroficznym stanie jezior świadczy stężenie chlorofilu a powyżej 8–10 mg/m³. Jedna z definicji zakwitu wody daje jako kryterium stężenie chlorofilu a co najmniej 20 mg/m³, nawet gdy sam zakwit nie jest widoczny gołym okiem. Pod koniec XX wieku wartość 10 mg/m³ przez kilkanaście lat obowiązywała w polskiej klasyfikacji jakości wód jako górna granica I klasy czystości powierzchniowych wód śródlądowych, podczas gdy wody o zawartości chlorofilu a powyżej 30 mg/m³ nie spełniały norm czystości.