『시화호 해양환경 개선사업』 연구에서는 시화호에 대한 모니터링, 모니터링 체계 정비를 위한 개선방안 도출, 자료의 품질관리 방안을 제시했다. 
구 한국해양연구원이 주관연구기관인 『시화호 해양환경 개선사업』(2004) 연구는 시화호의 수질, 퇴적물, 저서생태계, 부유생태계, 식생 및 야생동물, 대기오염부하 등에 대한 모니터링을 수행하였고, 시화호 환경모니터링 체계 정비를 위하여 측정항목, 지점, 빈도 등에 대한 개선방안을 도출 하고 모니터링 자료의 품질관리 방안을 제시하였다. 또 유역의 비점오염원 관리방안 수립 및 관리기술 개발, 패키지형 오수처리시스템과 하천정화시설 제작 및 설치, 조류 성장 제어장치 개발, 초기우수 처리를 위한 침투 및 저류 시스템 및 대용량 고속 여과장치의 개발 등을 수행하였다. 생태계와 관련해서는, 시화호 생태계 복원 기술 개발, 생태계 복원 기술지도 작성, 생태계 모델링 기술 연구 등을 수행하였다.