A redução das florestas tropicais gerou uma perda de serviços ambientais em todo o mundo. No Brasil, biomas essenciais relacionados ao abastecimento de água (como Mata Atlântica e Cerrado) foram degradados, comprometendo os serviços ambientais hídricos. O pagamento por serviços ambientais hídricos (PSA hídrico) tem sido implementado como uma ferramenta para estimular mudanças no uso e gestão dessas áreas. Muitos projetos de PSA hídricos surgiram no Brasil usando a restauração florestal, com o objetivo de melhorar a qualidade destes serviços. Nesse contexto, este estudo identificou os tipos de monitoramento realizados em projetos de PSA hídricos brasileiros, incluindo suas principais características e lacunas. Cinco projetos brasileiros foram selecionados para análise como estudos de caso. Em seguida, foram realizadas entrevistas com as partes interessadas para obter dados atualizados sobre suas práticas de monitoramento. Os dados da revisão da literatura, abordagem do estudo de caso e entrevistas foram analisados ​​sob a perspectiva das recomendações dos guias de monitoramento. Foram analisados ​​diversos aspectos, como objetivos, arranjos institucionais, tipo de monitoramento, indicadores e frequência de monitoramento. O estudo indica que faltam métodos padronizados, dificultando a especificação dos resultados das ações implementadas. A lacuna central está relacionada ao monitoramento de benefícios. É necessário estabelecer um sistema de monitoramento holístico, tratando o ecossistema como um sistema socioecológico complexo. Algumas perspectivas para resolver os problemas foram propostas. Os resultados deste trabalho podem ajudar não apenas a melhorar os atuais e futuros esquemas de PSA no Brasil, mas também em outros países, especialmente os em desenvolvimento, onde as populações vulneráveis ​​dependem deles.