En Extremadura, desde 1992, se dispone de una red automática y en tiempo cuasi-real de vigilancia radiológica ambiental (RARE) establecida, originariamente, en el entorno de la Central Nuclear de Almaraz (CNA), si bien se ha ido extendiendo a otros puntos de la geografía extremeña y portuguesa, y que tiene como objetivo la monitorización continua de los contenidos radiactivos en aire y/o agua. Las estaciones de monitorización originales, de carácter comercial, presentaban una serie de limitaciones analíticas que dificultaban una adecuada interpretación de las posibles alteraciones radiológicas, tanto de carácter natural como de origen antropogénico.El objetivo de esta tesis doctoral ha sido, principalmente, la implementación de sistemas de espectrometría gamma que permiten la identificación de los radionucleidos involucrados en una alteración radiológica y la cuantificación de sus actividades. La optimización de los sistemas de medida ha supuesto una serie de cambios estructurales de las estaciones, la implementación de algoritmos que permiten una doble funcionalidad de la red, actuando en modo de emergencia y modo de vigilancia, así como la reducción de la presencia de falsos positivos debidos a la presencia de radiación natural. En esta tesis doctoral, se presenta el funcionamiento de las nuevas estaciones de la RARE tanto de carácter radiológico como operacional. Además, a modo de ejemplo, se muestra cómo las nuevas estaciones han permitido la adecuada interpretación de los incrementos de Ḣ10 durante eventos de lluvia o llevar a cabo estudios de sensibilidad de los sistemas espectrométricos.