تضطلع المنظمة بالتحقق من خلال:

•      القيام بانتظام بتقييم الإعلانات التي تقدمها الدول الأعضاء (ما يمثل آلاف الصفحات من الوثائق المعدّة بست لغات)؛

•        وإجراء عمليات التفتيش الموقعي المنتظم لما أُعلن عنه من المواقع و/أو المرافق العسكرية أو الصناعية للتثبت (أي التحقق) من دقة الإعلانات عنها؛

•        وإجراء عمليات التفتيش بالتحدي؛

•         والتحقيق في كل حالة من حالات الإبلاغ عن استخدام الأسلحة الكيميائية.

وإذا تشككت أي من الدول الأعضاء في أن دولة عضوا أخرى تنتهك الاتفاقية، فيجوز للدولة المتشككة أن تطلب إجراء عملية تفتيش خاص في الدولة المشكوك في أمرها. وعمليات التفتيش هذه، التي يجوز إجراؤها في أي زمان ومكان، تسمى بعمليات التفتيش "بالتحدي" [التفتيش بناءً على تشكيك]. ولا يحق للدولة العضو رفض إجراء تفتيش "بالتحدي" أو منع المفتشين من الوصول إلى الموقع المشكَّك في أمره.

وحتى الآن لم تطلب أي من الدول الأعضاء إجراء عملية التفتيش "بالتحدي" في أي دولة عضو أخرى. كذلك لم يتعين على المنظمة قط إجراء عملية تفتيش للتثبت مما إذا كان قد جرى استخدام أسلحة كيميائية. وتنظم المنظمة تمارين وتجارب على الإجراءات الخاصة بعمليات التفتيش هذه، حتى تكون متأهبة للتحرك الاستجابي السريع عند الطلب.

إن الجهود التي تبذلها حكومة كل بلد والصناعة الكيميائية فيه للتقيد بأحكام الاتفاقية، والعمل الذي تضطلع به المنظمة للتأكد من امتثال هذه الجهات، يشكلان عنصرين ضروريين كل الضرورة لتحقيق رسالة المنظمة المتمثلة في التيقّن من القضاء على الأسلحة الكيميائية في العالم. وبحلول شهر حزيران/يونيه 2002، كان مفتشو المنظمة قد أجروا زهاء 1200 عملية من عمليات التفتيش في أكثر من 500 موقع في 51 بلدا من بلدان العالم.