监测香港环境辐射水平是天文台其中一项重要任务，当中会跟政府飞行服务队合作，定期进行空中辐射巡测。空中辐射巡测的优点是能够在偏远或陆上交通难以到达的地点测量辐射水平。

空中辐射监测系统是一套安装在直升机的辐射测量系统，由天文台工作人员在机上操作。该系统设有四个约2.5公升碘化钠(NaI)探测器作辐射测量。政府飞行服务队在2020年改用新型号 “Airbus H175” 猎豹直升机进行空中辐射巡测。在这新型号直升机上，系统探测器改为安装在直升机外部的黑色吊舱内(图一)，这配置令探测器比以前安装在直升机舱内更接近周围环境，从而提高了环境辐射水平的探测效率。此外，由于这新型号直升机配备卫星传输系统，辐射测量数据可实时传送至天文台总部。

万一发生核事故，泄漏出的放射性物质有机会像烟雾般随风扩散，我们称之为「辐射烟羽」。当烟羽经过时，放射性物质有可能会沉降到地面，造成污染。因此，空中辐射监测系统有两个不同的工作模式，第一个模式是用来探测和追踪辐射烟羽，而另一个模式是监测地面辐射污染量。「辐射烟羽追踪」模式一般会在核事故发生后的初阶段运作，直升机会于高空进行大范围巡测，目的是测定香港上空有否出现辐射烟羽，以及鉴定其影响范围。倘若辐射烟羽已经过本港，系统便需转为「地面污染监测」模式运作。在这模式下，直升机会保持距离地面约一百米作较小范围的密集式扫描，以判别受辐射沉降物污染的地区。空中辐射监测系统的灵敏度相当高，在进行监测时，该系统可即时分析并显示所测量到的伽马辐射数据及能量频谱。同时，这套系统亦能利用直升机内的全球定位系统来显示并记录所搜集到的辐射数据的所在位置及时间。

天文台每月会利用空中辐射监测系统作常规测量，在香港一些海域(例如东平洲、吉澳、塔门一带)进行空中巡测。在巡测前，天文台工作人员会先拟订飞行路线，然后跟政府飞行服务队沟通。巡测完毕后，会将收集到的数据作详细分析(图二、三)。图中显示在陆地上近地面所量度到的计数率明显比海面上的水平高，这主要是由于岩石及土壤比海水含明显多的放射性物质所致。另外，源于地面的辐射照射会随距离衰减，因此由空中辐射监测系统量度的计数率由地面开始随高度迅速递减。当高度超过大概一公里以后，由于宇宙辐射量会愈来愈高(请参阅此文章)，计数率会开始随高度上升。