La radiactividad ambiental es una de las principales esferas de trabajo del Laboratorio, que presta asistencia a los Estados Miembros en la evaluación del impacto ambiental, las estrategias de rehabilitación de lugares contaminados, la capacitación y el asesoramiento sobre programas de vigilancia. Ayuda a los Estados a prepararse para casos de emergencia, realiza periódicamente pruebas de competencia destinadas a evaluar la capacidad de los laboratorios de todo el mundo para analizar muestras radiactivas, y los ayuda a determinar medios para mejorar. El Laboratorio también lleva a cabo actividades de garantía de calidad para los más de 150 laboratorios que participan en la red mundial de Laboratorios Analíticos para la Medición de la Radiactividad Ambiental (ALMERA), establecida por el OIEA.

Otra esfera prioritaria es la medición ambiental de alta precisión. El Laboratorio cuenta con un conocimiento especializado considerable en relación con los isótopos estables, los oligoelementos y los radionucleidos emisores de radiaciones alfa, beta y gamma. Sus científicos elaboran procedimientos analíticos, dirigen talleres de capacitación y, en el marco de los proyectos de cooperación técnica del OIEA con los Estados Miembros, prestan asesoramiento sobre la instalación de laboratorios. La mayoría de las mediciones se realizan en productos de referencia del OIEA, lo que ayuda a que los laboratorios de todo el mundo ofrezcan resultados coherentes y precisos.

El Laboratorio organiza periódicamente actividades de capacitación para los Estados Miembros y elabora material de referencia para laboratorios de todo el mundo. Imparte capacitación a expertos en la evaluación de riesgos y de las dosis para que puedan elaborar modelos precisos de valoración ambiental relacionada con los contaminantes radiactivos e industriales, y ofrece cursos de preparación para emergencias, rehabilitación y mitigación, que tratan temas asociados tanto con contaminaciones accidentales como con actividades industriales normales, como la minería.

El material de referencia que elabora el Laboratorio está destinado a ayudar a los laboratorios en la calibración de instrumentos, el control de calidad de los equipos y la validación de métodos. El Laboratorio distribuye anualmente más de 2000 unidades de material de referencia a laboratorios de todo el mundo, que engloban material ambiental y sustancias puras de diversa índole para que puedan aplicarse prácticamente a cualquier disciplina científica.

Se dispone de un centenar de materiales de referencia, entre otros, de carne de pescado seca, suelos, madera antigua, coles secas, gases de dióxido de carbono, sacarosa y mármol. El Laboratorio también preparó el Patrón de Viena del Agua de Mar Promedio 2, que es el patrón primario constituido por una mezcla determinada de isótopos estables que representan la media de los océanos del mundo. Todas las mediciones de isótopos de hidrógeno y de oxígeno del mundo se realizan con referencia a ese patrón.

El Laboratorio también realiza anualmente pruebas de competencia en varios cientos de laboratorios del mundo para ayudarles a comprobar la calidad de sus análisis de forma independiente.